< Previous 157 a. Ciri-ciri dan sifat bakteri Struktur tubuh yang selalu ada pada setiap bakteri, antara lain materi genetik, ribosom, plasma sel, dinding sel, membran sel, dan cadangan makanan. Materi genetik berupa struktur nukleoid yang berupa molekul DNA melingkar berisi beribu-ribu gen untuk mengendalikan aktivitas sel bakteri tersebut. DNA mengandung seperangkat informasi genetik. Ribosom bakteri berfungsi untuk sintesis protein dan tersusun atas protein dan RNA. Kumpulan ribosom disebut polisom atau poliribosom. Bakteri memiliki dinding sel, berfungsi memberikan bentuk kaku tubuh bakteri (Gambar 5.21). Dinding sel yang kaku berfungsi mencegah sel membengkak dan pecah akibat tekanan osmosis, jika diletakkan pada larutan yang lebih rendah konsentrasinya (hipotonik). Berdasarkan Struktur dinding selnya, bakteri dibagi menjadi kelompok bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. Membran permukaan sel memiliki sifat permeabel terhadap sebagian glukosa, asam amino, dan gliserol. Gambar 5.21. Struktur tubuh satu bakteri. Dinding sel yang kaku berfungsi mencegah sel membengkak dan pecah akibat tekanan osmosis, jika diletakkan pada larutan yang lebih rendah konsentrasinya (hipotonik). Berdasarkan Struktur dinding selnya, bakteri dibagi menjadi kelompok bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. Membran permukaan sel memiliki sifat permeabel terhadap sebagian glukosa, asam amino, dan gliserol. Selain struktur yang sudah ada, beberapa bakteri memiliki Struktur tambahan, misalnya flagel pada Salmonella typhosa, membran fotosintesis pada Rhodobacter dan Rhodospirillum, serta Flagella Dinding selKapsulDNAMembran plasma MesosomRibosomSitoplasma 158 pilus yang digunakan saat konjugasi pada bakteri Escherichia coli. Kapsul dan lapisan lendir merupakan struktur tambahan pada bakteri. Kapsul memiliki struktur lebih tebal dan padat dibandingkan lapisan lendir. Kapsul dan lapisan lendir memberikan perlindungan tambahan pada bakteri, misalnya pada Streptococcus pneumoniae (penyebab radang paru-paru). Flagellum merupakan struktur tambahan yang memungkinkan bakteri untuk bergerak (mobil). Gerakannya menyerupai gerak alat pembuka tutup botol (gerak memutar). Flagellum bakteri aerob berguna untuk bergerak menuju tempat yang mengandung oksigen. Adapun flagellum bakteri fotosintesis berguna untuk bergerak menuju ke arah datangnya cahaya. b. Letak Flagela Bakteri Berdasarkan tipe flagellumnya. bakteri dibedakan menjadi monotrik, amfitrik, lopotrik, peritrik, dan atrik. Monotrik memiliki satu flagel yang terletak di salah satu ujungnya. misalnya pada Pseudomonas aeruginosa. Amfitrik memiliki dua flagel pada kedua ujungnya, misalnya pada Aquaspirillum serpens. Lopotrik memiliki banyak flagel di salah satu ujungnya, minisalnya pada Pseudomonas tluorescens (Gambar 5.22). Peritrik memiliki banyak flagel di seluruh tubuhnya. misalnya pada Salmonella typhosa (Gambar 5.23). Atrik tidak memiliki flagel. Gambar 5.22. Bakteri lopotrik pada P. Fluorescens. 159 Gambar 5.23. Bakteri peritrik pada S. Typhosa. Pili (Jamaknya: Pilus) merupakan alat pelekat antara sel bakteri yang satu dan sel bakteri yang lain atau antara sel bakteri dan permukaan tubuh makhluk hidup lain. Pilus F merupakan saluran penghubung dalam transfer DNA saat konjugasi. Membran fotosintetik adalah struktur yang khusus pada bakteri fotosintetik. Membran fotosintesis merupakan membran permukaan sel yang melekuk ke dalam dan mengandung alat fotosintesis. Genus tertentu, misalnya Clostridium dan Bacillus, akan membentuk endospora (spora yang dihasilkan di dalam sel). Endospora bersifat dorman (suatu keadaan sel yang tidak aktif dan proses metabolisme berkurang), resistan terhadap panas (suhu lebih dari 80 oC), dan tahan terhadap radiasi gelombang pendek. Spora bakteri bukan merupakan alat perkembangbiakan, tetapi merupakan usaha bakteri untuk melindungi diri dari keadaan yang kurang menguntungkan (kondisi ekstrem). Di perairan Indonesia, tepatnya di perairan Jepara terdapat cumi yang dapat memancarkan cahaya (Loligo duvaucelli). Cahaya yang dipancarkan ternyata merupakan bentuk simbiosis antara cumi dengan bakteri Photobacterium phosphoreum yang hidup dalam organ cahaya cumi. Bakteri dapat dikelompokkan berdasarkan morfologi, cara memperoleh makanan, dan kebutuhan oksigen. Flagella RibosomPiliDNA Dinding sel Sitoplasma Membran plasma 160 I. Berdasarkan morfologinya, bakteri dapat dibedakan menjadi basil, kokus, dan spiral (Gambar 5.24). a. Basil (batang) Bakteri berbentuk batang dibedakan menjadi monobasil, diplobasil, dan streptobasil. 1. Monobasil (batang tunggal). Contoh: E. coli, L. casei. 2. Diplobasil (batang berkelompok dua-dua). Contoh: S. typhosa. 3. Streptobasil (rantai batang). Contoh: Azotobacter dan B. anthracis. (Brock Biology of microorganisms, 2006) Gambar 5.24. Variasi bentuk bakteri. Kokus Batang Spiral SpiroketaHifa Filamen 161b. Kokus (bulat) Bakteri berbentuk bulat dibedakan menjadi monokokus, diplokokus. streptokokus, dan stafilokokus. 1. Monokokus (tunggal). Contoh: M. gonorhoe (penyebab kencing nanah). 2. Diplokokus (bola berkelompok dua-dua) Contoh: D. pneumoniae (penyakit radang paru). 3. Streptokokus (bentuk rantai). Contoh: S. thermophilus (bakteri pembuat yoghurt). 4. Stafilokokus (gerombol seperti anggur). Contoh: Staphylococcus aureus. 5. Sarkina (berbentuk kubus). c. Spirilum (Spiral atau seperti huruf S) Bakteri berbentuk spiral terbagi atas: 1. Koma. Contoh: Vibrio cholerae (penyebab penyakit kolera). 2. Spirokaeta (spiral dan berekor). Contoh: S. pallidum (penyakit raja singa/ sifilis). Perkembangbiakan bakteri Pertumbuhan bakteri merupakan penambahan jumlah sel bakteri dalam suatu koloni dengan cara membelah diri. Hal itu dipengaruhi oleh suhu, kelembapan, dan oksigen. Suhu yang terlalu tinggi atau rendah bagi pertumbuhan optimum bakteri akan menyebabkan kematian atau penghambatan perkembangan bakteri. Zat kimia tertentu akan membunuh koloni bakteri, misalnya antibiotik penisilin. Faktor-faktor yang membatasi pertumbuhan bakteri, antara lain ialah nutrisi (zat makanan), zat hasil ekskresi yang tertimbun dalam medium, dan predator. a.Nutrisi (zat makanan) Jumlah nutrisi (zat makanan) yang tersedia dalam jumlah banyak akan meningkatkan jumlah koloni bakteri. Sebaliknya, berkurangnya nutrisi mengakibatkan koloni bakteri menyusut, bahkan akan mati dengan habisnya nutrisi yang tersedia. b. Zat hasil ekskresi yang tertimbun dalam medium Metabolisme bakteri akan menghasilkan bahan buangan. Pertambahan jumlah koloni akan meningkatkan timbunan hasil buangan tersebut dalam media. Timbunanhasil buangan tersebut dapat menggangu metabolisme bakteri yang kemudian akan menyebabkan penurunan jumlah koloni bakteri. c. Predator (pemangsa) bakteri Pemangsa bakteri biasanya adalah Amoeba dan Didinium. 162 Amoeba memakan mikroorganisme kecil, beberapa di antaranya adalah Protozoa dan Algae. Untuk mengamati bakteri dapat dilakukan langkah berikut ini. Ambillah tanaman kacang panjang yang telah berumur kira-kira 4 bulan. Cucilah bagian akarnya dengan hati-hati dengan cara mengalirkan air dari keran secara langsung. Amatilah bagian akar yang menggelembung, kemudian belahlah dan amatilah di bawah mikroskop. Dapatkah kalian temukan Rhizobium? Perkembangbiakan bakteri dapat terjadi secara aseksual dengan cara membelah diri menjadi dua (pembelahan biner). Disamping itu, rekombinasi genetik dapat terjadi dengan cara penggabungan materi genetik yang berupa DNA antar bakteri. Rekombinasi genetik pada bakteri dapat dibedakan menjadi transformasi, transduksi dan konjugasi. a. Transformasi Transformasi merupakan proses pemindahan materi genetik herupa DNA dari satu sel bakteri ke sel bakteri yang lain. Menurut Frederick Griffith (1928), transformasi dapat terjadi pada bakteri Streptococcus pneumoniae. Haemophillus. Neisseria gonorhoe, Bacillus, dan Rhizobiurn. b. Transduksi Transduksi merupakan pemindahan materi genetik dari sel bakteri yang satu ke sel bakteri yang lain dengan melalui perantara (berupa bakteriofag). Hal tersebut berdasarkan hasil penelitian Norton Zinder dan Joshua Lederberg (1952). c. Konjugasi Konjugasi merupakan pemindahan DNA secara langsung melalui kontak sel dengan menggunakan pilus F, misalnya pada bakteri Escherichia coli. Untuk memenuhi kebutuhan hidupnya, bakteri dapat mengambil makanan secara langsung dari alam. Namun, ada juga bakteri yang harus mengubah senyawa tertentu menjadi senyawa yang dibutuhkan. II. Berdasarkan cara memperoleh makanannya, bakteri dibedakan menjadi bakteri autotrof dan heterotrof. a. Bakteri autotrof Bakteri autotrof ialah bakteri yang dapat membuat makanannya 163sendiri dari zat-zat anorganik dan mengubahnya menjadi zat-zat organik. Ada dua macam bakteri autotrof, yaitu bakteri fotoautotrof dan kemoautotrof. Bakteri fotoautotrof adalah bakteri yang menggunakan cahaya sebagai sumber energinya, misalnya bakteri hijau. Bakteri kemoautotrof adalah bakteri yang menggunakan senyawa kimia sebagai sumber energinya, misalnya bakteri belerang, bakteri besi, bakteri nitrogen, dan bakteri nitrat. b. Bakteri heterotrof Bakteri heterotrof ialah bakteri yang tidak dapat menyintesis makanannya sendiri. Bakteri heterotrof dibedakan menjadi bakteri patogen dan saprofit. Bakteri patogen memperoleh makanan dengan cara mengambil senyawa organik kompleks dari makhluk hidup lain. misalnya Mycobacterium tuberculosis (penyebab TBC). Bakteri saprofit memperoleh makanan dari sisa-sisa makhluk hidup yang telah mati atau limbah, misalnya bakteri yang hidup di tempat sampah, Escherichia coli. III. Berdasarkan kebutuhannya akan oksigen, bakteri dibedakan menjadi bakteri aerob dan anaerob. a. Bakteri aerob Bakteri aerob ialah bakteri yang membutuhkan oksigen bebas untuk keperluan hidupnya, contohnya bakteri nitrat (Nitrobacter) dan bakteri nitrit (Nitrosomonas). Bakteri nitrat dan bakteri nitrit melakukan proses nitrifikasi yang membutuhkan oksigen untuk mengoksidasi amonia menjadi nitrat. Nitrasi Nitrasi NH4+ + O2 HNO2 + O2 HNO3 Amonia Oksigen Nitrosomonas Nitrit Oksigen Nitrobacter Nitrat b. Bakteri anaerob Bakteri anaerob adalah bakteri yang mendapatkan energi tanpa menggunakan oksigen, contohnya bakteri Micrococcus denitrificans. Clostridium desulfuricans, dan Clostridium tetani (penyebab tetanus). Energi diperoleh dari penguraian senyawa-senyawa organik secara anaerob. Salah satu peranan bakteri anaerob adalah dalam peristiwa denitrifikasi yaitu proses penguraian nitrat/nitrit menjadi amonia. Berdasarkan hubungannya secara evolusi, bakteri dapat dikelompokkan menjadi 12 filum. Berikut ini akan dibahas empat filum utama bakteri, yaitu Spirochaeta, bakteri Gram positif, Proteobacteria, dan Cyanobacteria (Cyanophyta). 164 *) Spirochaeta Filum ini beranggotakan bakteri-bakteri Gram negatif yang berbentuk spiral. Bakteri Gram negatif merupakan bakteri yang memiliki lapisan lipopolisakarida tambahan di luar dinding selnya dan akan berwarna merah muda jika diberi pewarnaan Gram. Anggota Spirochaeta ada yang hidup secara aerob dan ada yang secara anaerob. Mereka bergerak dengan menggunakan flagela yang tertanam di dalam dinding sel. Spirochaeta hidup secara bebas, bersimbiosis, atau sebagai patogen, tetapi ada pula yang hidup sebagai dekomposer. Filum ini dibagi menjadi tiga famili yang termasuk dalam satu ordo, Spirochaetales. Ketiga famili tersebut ialah: 1. Spirochaetaceae (contoh: Borelia burylorferi), penyebab Lyme. 2. Brachyspiraceae (contoh: Brachyspira). 3. Leptospiraceae (contoh: Treponema pallidum), penyebab sifilis. *) Bakteri Gram Positif Meskipun namanya bakteri Gram positif, tidak semua anggota filum ini merupakan bakteri Gram positif. Sejumlah kecil bakteri Gram negatif juga termasuk dalam filum ini karena mereka memiliki kesamaan secara molekuler dengan bakteri Gram positif. Ciri utama bakteri Gram positif adalah struktur dinding selnya sederhana, tersusun atas peptidoglikan tanpa lapisan lipopolisakarida. Jika diberi pewamaan Gram, bakteri Gram positif akan berwarna ungu. Anggota bakteri Gram positif banyak yang menyebabkan penyakit pada manusia, misalnya Streptococcus pneumoniae yang menyebabkan pneumonia (radang paru-paru). Bakteri Gram positif banyak yang menghasilkan toksin, misalnya Clostridium botulinum. Toksin yang dihasilkan oleh bakteri C. botulinum sangat mematikan, satu gram toksin dapat membunuh lebih dari satu juta orang. Selain dapat menimbulkan penyakit dan menghasilkan racun, bakteri Gram positif juga dapat menghasilkan bahan-bahan yang menguntungkan. Contohnya, antibiotik yang dihasilkan oleh bakteri dari kelompok Actinomycetes. Antibiotik membunuh bakteri-bakteri Gram positif lainnya dengan cara mencegah bakteri tersebut membentuk protein. Antibiotik hanya mempengaruhi pertumbuhan bakteri tanpa membahayakan sel-sel tubuh manusia. Bakteri Gram positif digunakan untuk membuat yoghurt, acar, keju, dan mentega. *) Proteobacteria Proteobacteria merupakan filum terbesar dalam Kingdom/Domain Eubacteria. Semua Proteobacteria merupakan bakteri Gram negatif. tetapi memiliki bentuk bermacam-macam (batang, bulat, dan spiral). Kebanyakan bergerak dengan flagela, 165tetapi ada yang bergerak meluncur atau tidak dapat bergerak. Sebagian besar anggotanya termasuk mikroorganisme anaerob fakultatif atau obligat. Anggota Proteobacteria ada yang hidup bebas, bersimbiosis ataupun sebagai patogen pada manusia, hewan, dan tumbuhan. Berdasarkan rangkaian rRNA-nya, Proteobacteria dibagi menjadi lima kelompok. yaitu Alpha (α) Proteobacteria, Beta (ȕ) Proteobacteria, Gamma (Ȗ) Proteobacteria, Delta (į) Proteobacteria, dan Epsilon (İ) Proteobacteria. * Alpha (α) Proteobacteria Alpha (α) Proteobacteria meliputi bakteri fototrof dan bakteri yang menggunakan senyawa C1. Anggota kelompok ini ada yang bersimbiosis dengan tanaman (contohnya, Rhizobium sp) dan hewan. Ada pula yang merupakan patogen pada hewan dan manusia. contohnya Rickettsia prowazek. Bakteri ini menyebabkan demam tifus jika berpindah dari kutu ke manusia. Contoh lainnya adalah Agrobacterium tumefaciens dan Magnetospirilum magnerotuctlicum. * Beta (ȕ) Proteobacteria Beta (ȕ) Proteobacteria terdiri atas kelompok bakteri aerob fakultatif. bakteri kemolitotrof (misalnya, Nitrosomonas), serta bakteri fototrof (misalnya, Rhodocyclus). Contoh spesies patogen dalam kelompok ini adalah Neisseria gonorrhoea. * Gamma (Ȗ) Proteobacteria Gamma (Ȗ) Proteobacteria terdiri atas kelompok-kelompok bakteri yang banyak digunakan untuk keperluan medis dan penelitian, contohnya Enterobacteri, Vibrio, dan Pseudomonas. Namun. ada pula yang merupakan patogen, misalnya Salmonella (tifus). Vibrio (kolera),dan Yersinia. * Delta (į) Proteobacteria Kelompok ini terdiri atas bakteri pembentuk badan buah, yaitu Myxobacteria. Bakteri tersebut ditemukan di tanah dan bahan-bahan organik yang membusuk. * Epsilon (İ) Proteobacteria Dua anggota kelompok kecil ini merupakan patogen pada manusia. Contohnya, Helicobacter pylori yang menyebabkan tukak lambung dan Campylobacter jejuni yang menyebabkan gangguan gastrointestinal. 166 *) Cyanophyta (Ganggang Hijau-Biru) Cyanophyta atau ganggang hijau-biru merupakan makhluk hidup prokariotik. Habitatnya adalah di air tawar, air laut, tempat yang lembap, batu-batuan yang basah, menempel pada tumbuhan atau hewan, di kolam yang banyak mengandung bahan organik (nitrogen), di sumber air panas (suhu mencapal 80oC), dan di perairan yang tercemar. Ganggang hijau-biru hidup secara soliter (sendiri) alau berkelompok (koloni). Individu yang berkoloni biasanya berupa benang (filamen), dengan trikom (tabung), dan memiliki selubung. Tubuhnya mempunyai klorofil. karotenoid, serta pigmen fikobilin (gabungan antara fikoeritrin (merah) dan fikosianin (biru) sehingga berwama hijau kebiru-biruan. Cyanophyta merupakan makhluk hidup perintis. Makhluk hidup perintis adalah makhluk hidup pertama yang memberi kemungkinan hidup pada makhluk hidup lain di tempat yang sulit dijadikan tempat hidup. Pada umumnya Cyanophyta dapat mengikat nitrogen bebas di udara. Proses itu disebut fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen mengubah nitrogen (N2) menjadi amonia (NH3) untuk digunakan tumbuhan sebagai bahan untuk mensintesis senyawa organik (asam amino). Cyanophyta yang mampu mengikat nitrogen, antara lain Anabaena, Nostoc, dan Gloeocapsa. Macam-macam Cyanophyta Cyanophyta ada yang bersel satu dan ada yang bersel banyak. Cyanophyta bersel satu, misalnya Chroococcus dan Gloeocapsa. Chroococcus mempunyai ciri hidup di dasar kolam yang tenang, berkembang biak dengan membelah diri, tidak membentuk spora, dan memiliki heterosista. Gloeocapsa mempunyai sel berselubung berwama biru, hidup di batu'-batuan yang lembap atau epifit pada tumbuhan lain, dan mampu mengikat N dari udara. Cyanophyta yang hidup secara berkelompok atau berkoloni, misalnya Polycystis. Polycystis memiliki ciri bentuk koloni seperti bola, berkembang biak dengan membelah diri dan fragmentasi, serta hidup di kolam yang airnya tenang. Bentuk Cyanophyta yang lain adalah benang (filamen), misalnya Oscillatoria, Nostoc commune, Anabaena sp, dan Rivularia. Oscillatoria memiliki ciri mampu membentuk trikom tidak bercabang, tidak diliputi lendir, serta berkembang biak dengan membelah diri dan fragmentasi melalui hormogonium pada trikomnya. Nostoc commune memiliki ciri trikom berbentuk bulat, hidup di tanah alkali dan batu-batuan yang lembap, selubung berwama kuning/kecokelatan, memiliki struktur akinet (sel yang tidak aktif akan membentuk trikom baru setelah masa dorman selesai). Pada Next >