Bakteri: Mikrobiologi

BAKTERI Mikrobiologi

Pendahuluan:  Bakteri merupakan organisme yang hidup di berbagai habitat (kosmopolitan) baik itu di darat, air dan udara bersama partikel debu dan bahkan terdapat dalam tubuh mahluk hidup yang lain, baik sebagai probiotik maupun sebagai parasit.

 Organisme ini termasuk ke dalam domain prokariota dan berukuran sangat kecil (mikroskopik). Hal ini menyebabkan organisme ini sangat sulit untuk dideteksi, terutama sebelum ditemukannya mikroskop.  Barulah setelah abad ke-19 (setelah ditemukannya mikroskop), ilmu tentang mikroorganisme terutama bakteri (bakteriologi) mulai berkembang.

Ciri Ciri Morfologi Bakteri: 1. Bentuk sel bakteri 1.

Kokus (Coccus) adalah bakteri yang berbentuk bulat seperti bola dan mempunyai beberapa variasi sebagai berikut:  Mikrococcus, jika kecil dan tunggal  Diplococcus, jka berganda dua-dua  Tetracoccus, jika bergandengan empat dan membentuk bujur sangkar

 Sarcina, jika bergerombol membentuk kubus  Staphylococcus, jika bergerombol  Streptococcus, jika bergandengan membentuk rantai

2. Basil (Bacillus) adalah kelompok bakteri yang berbentuk batang atau silinder, dan mempunyai variasi sebagai berikut:  Diplobacillus, jika bergandengan dua-dua  Streptobacillus, jika bergandengan membentuk rantai

3. Spiral (Spirilum) adalah bakteri yang berbentuk lengkung dan mempunyai variasi sebagai berikut:  Vibrio, (bentuk koma), jika lengkung kurang dari setengah lingkaran (bentuk koma)  Spiral, jika lengkung lebih dari setengah lingkaran  Spirochete, jika lengkung membentuk struktur yang fleksibel.

Ukuran sel bakteri:  Sangat kecil dan bervariasi : 1,0 - 5,0 x 0,5 - 1,0 μm, diameter 0,6 - 3,5 μm

 Diamati dengan mikroskop pada pembesaran maksimum (100 X)  Detil struktur sel dapat diamati dengan menggunakan mikroskop elektron

Struktur Sel bakteri:  Struktur Sel bakteri dapat dibagi atas 3 bagian utama yaitu : 1. Dinding sel 2. Bagian internal berupa protoplasma yang mengandung :  Membran sel, Inclusion body, Mesosom, Ribosom, Nukleoid (DNA) 3. Bagian eksternal  Kapsul, Flagela, Pili

Struktur Sel Bakteri: Dinding sel  Dinding sel bakteri sangat tipis dan elastis ,terbentuk dari peptidoglikan yang merupakan polimer unik yang hanya dimiliki oleh golongan bakteri.  Fungsinya dinding sel adalah- memberi bentuk sel, memberi perlindungan dari lingkungan luar dan mengatur pertukaran zat-zat dari dan ke dalam sel.  Teknik pewarnaan Gram adalah untuk menunjukan perbedaan yang mendasar dalam organisasi struktur dinding sel bakteri atau cell envelope.



Struktur peptidoglikan:  Setiap N-asetilmuramat berikatan dengan tetrapeptida yang terdiri atas L-alanin, D-glutamat, sembarang diamino, dan D-alanin.  Setiap polimer peptidoglikan di ikat oleh ikatan peptida, sehingga seperti sebuah jaring yang membungkus membran sel.

 Bakteri Gram positif memiliki dinding sel relatif tebal, terdiri dari berlapis-lapis polymer peptidoglycan (disebut juga murein). Tebalnya dinding sel menahan lolosnya komplek crystal violet-iodine ketika dicuci dengan alkohol atau aseton.  Bakteri Gram negatif memiliki dinding sel berupa lapisan tipis peptidoglycan, yang diselubungi oleh lapisan tipis outer membrane yang terdiri dari lipopolysaccharide (LPS).  Daerah antara peptidoglycan dan lapisan LPS disebut periplasmic space (hanya ditemui pada Gram negatif) adalah zona berisi cairan atau gel yang mengandung berbagai enzymes dan nutrient-carrier proteins.  Kompleks Crystal violet-iodine mudah lolos melalui LPS dan lapisan tipis peptidoglycan ketika sel diperlakukan dengan pelarut. Ketika sel diberi perlakuan pewarna tandingan Safranin O, pewarna tersebut dapat diserap oleh dinding sel bakteri Gram negatif.

Struktur Sel Bakteri: Protoplasma  Yaitu semua material yang terdapat didalam dinding sel.

a) Membran sel : Terdapat dibagian dalam dinding sel, terdiri dari phospholipid yang tersusun bilayer , dan mengandung berbagai protein yaitu: – Enzym untuk reaksi – Pori untuk proses difusi – Reseptor untuk transpor – Reseptors untuk mengenal, komunikasi, dan penempelan. b) Sitoplasma : Merupakan cairan sel yang terdapat didalam plasma membran. Terdiri dari 80% air, ribosom, berbagai enzim, koenzim, senyawa organik (protein, lemak, karbohidrat, dll), senyawa anorganik.

c) Ribosom : organel sel yang berfungsi sebagai pabrik protein

d) Mesosome : Invaginasi dari plasma membran, dalam bentuk vesikel, tubule, atau lamela e) Nukleoid : Material genetik bakteri/kromosom bakteri/DNA , berbentuk circular (melingkar), membawa sifat yg mengatur viabilitas bakteri.

f)

Plasmid : Material genetik non esensial, ekstra kromosom, berbentuk melingkar tetapi ukuran lebih kecil dari DNA, membawa sifat-sifat tambahan ketahanan terhadap antibiotik, ultra violet, patogenisitas, produksi bakteriosin, dll, tetapi tidak membawa sifat untuk viabilitas sel. Plasmid dapat berpindah antar bakteri, atau dari bakteri ke sel tanaman inang (contoh pada Agrobakterium tumefaciens).

Struktur Sel Bakteri: Bagian eksternal  Flagela: Berfungsi sebagai alat gerak, struktur utamanya adalah protein yang disebut flagellin, fleksibel, ukuran diameter10-15μm, dengan panjang 10-20μm. Berdasarkan tempat dan jumlah flagel yang dimiliki, bakteri dibagi menjadi lima golongan, yaitu: a) Atrik, tidak mempunyai flagel. b) Monotrik, mempunyai satu flagel pada salah satu ujungnya. c) Lofotrik, mempunyai sejumlah flagel pada salah satu ujungnya. d) Amfitrik, mempunyai satu flagel pada kedua ujungnya. e) Peritrik, mempunyai flagel pada seluruh permukaan tubuhnya.

 Pili/Fimbriae: Merupakan alat untuk menempel pada permukaan (adhesin) substrat. Pili ada yang khusus digunakan untuk konjugasi, disebut pili sex. DNA bakteri dapat ditransfer dari satu sel bakteri ke sel bakteri lain selama proses konjugasi.  Kapsul/envelope: Merupakan selubung sel bakteri berupa extracellularpolysacharide (EPS). Berupa kapsul bila melekat erat pada dinding sel atau berupa lendir dengan struktur longgar Berfungsi sebagai pelindung sel dari kekeringan dan serangan mikroorganisme lain; alat untuk melekat pada permukaan; berperan dalam penyerapan ion selektif; dan dalam interaksi inangpatogen.

Reproduksi Bakteri:  Bakteri umumnya melakukan reproduksi atau berkembang biak secara aseksual (vegetatif = tak kawin) dengan membelah diri.  Pembelahan sel pada bakteri adalah pembelahan biner yaitu setiap sel membelah menjadi dua.  Selama proses pembelahan, material genetik juga menduplikasi diri dan membelah menjadi dua, dan mendistribusikan dirinya sendiri pada dua sel baru. Bakteri membelah diri dalam waktu yang sangat singkat.  Pada kondisi yang menguntungkan dapat berduplikasi setiap 20 menit.

 Cara Reproduksi Bakteri selain pembelahan biner antara lain :

1. Konjugasi : reproduksi seksual dimana bakteri bertukar bahan genetik sebelum membelah diri, sehingga turunannya memiliki gen baru. Material genetik ditransfer melalui pili sex. 2. Transformasi – bakteri mengambil gen dari bakteri lain yang telah mati dari lingkungannya. 3. Transduksi – virus menyisipkan gen baru ke dalam sel bakteri. Metoda ini digunakan dalam bioteknologi untuk menghasilkan bakteri yang dapat menghasilkan insulin.

Jenis-jenis Bakteri:  Berdasarkan cara memperoleh makanannya, bakteri dapat digolongkan menjadi dua golongan yaitu bakteri heterotrof dan bakteri autotrof. 1. Bakteri Heterotrof: Bakteri ini hidup dengan memperoleh makanan berupa zat organik dari lingkungannya karena tidak dapat menyusun sendiri zat organik yang dibutuhkannya. Zat organik diperoleh dari sisa-sisa organisme lain. Bakteri yang mendapatkan zat organik dari sampah, kotoran, bangkai dan juga sisa makanan, kita sebut sebagai bakteri saprofit. Bakteri ini menguraikan zat organik dalam makanan menjadi zat anorganik, yaitu CO2, H2O, energi dan mineral.

2.

Bakteri Autotrof : Bakteri Autotrof adalah bakteri yang dapat menyusun zat makanan sendiri dari zat anorganik yang ada. Dari sumber energi yang digunakannya, bakteri autotrof (auto = sendiri, trophein = makanan) dibedakan menjadi dua golongan, yaitu: a) Bakteri fotoautrotof Bakteri fotoautrotof yaitu bakteri yang memanfaatkan cahaya sebagai energi untuk mengubah zat anorganik menjadi zat organik melalui proses fotosintesis. Contoh bakteri ini adalah: bakteri hijau, bakteri ungu.

b) Bakteri kemoautrotof Bakteri kemoautrotof adalah bakteri yang menggunakan energi kimia yang diperolehnya pada saat terjadi perombakan zat kimia dari molekul yang kompleks menjadi molekul yang sederhana dengan melepaskan hidrogen. Contoh bakteri ini adalah: Nitrosomonas. Nitrosomonas dapat memecah NH3 menjadi NH2, air dan energi.

 Di samping terdapat bakteri yang dikelompokkan berdasarkan cara mendapatkan makanan, ada juga penggolongan bakteri berdasarkan sumber oksigen yang diperlukan dalam proses respirasi. Bakteri itu dikelompokan sebagai berikut: 1. Bakteri aerob yaitu bakteri yang menggunakan oksigen bebas dalam proses respirasinya. Misal: Nitrosococcus, Nitrosomonas dan Nitrobacter. 2. Bakteri anaerob yaitu bakteri yang tidak menggunakan oksigen bebas dalam proses respirasinya. Misal: Streptococcus lactis.

 Sedangkan berdasarkan kebutuhan terhadap oksigen, bakteri dikelompokkan lagi menjadi: 1. Bakteri aerob obligat yaitu bakteri yang hanya dapat hidup dalam suasana mengandung oksigen. Misal: Nitrobacter dan Hydrogenomonas.

2. Bakteri anaerob obligat yaitu bakteri yang hanya dapat hidup dalam suasana tanpa oksigen. Misal: Clostridium tetani. 3. Bakteri anaerob fakulatif yaitu bakteri yang dapat hidup dengan atau tanpa oksigen. Misal: Escherichia coli, Salmonella thypose dan Shigella.