Pada bab ini Anda akan mempelajari tentang bakteri. Dengan mempelajari materi ini diharapkan Anda mampu mendeskripsikan ciri-ciri Eubacteria dan Archaeobacteria sehingga Anda dapat mengetahui peranannya bagi kehidupan.
1. Bentuk dan Ukuran Bakteri
Bakteri merupakan makhluk yang mempunyai sel prokariot, yaitu selnya belum mempunyai membran inti. Dia bersel tunggal dan umumnya tidak mempunyai klorofil sehingga bersifat heterotrof, ada yang bersifat saprofit atau parasit, yaitu tidak bisa membuat makanan sendiri. Ada pula bakteriyang bersifat autotrof karena memiliki klorofil sehingga dapat membuat makanan sendiri, misalnya bakteri hijau dan bakteri ungu.
Untuk mendapatkan energi, bakteri harus melakukan respirasi (pernapasan). Ada bakteri yang membutuhkan oksigen bebas di udara, sering disebut bakteri aerobik, misalnya Nitrosomonas yang mampu memecahkan gula menjadi air, CO2, dan energi. Adapun bakteri yang tidak memerlukan oksigen bebas, misalnya bakteri asam susu. Jika Anda amati Gambar 4.3, bahwa bentuk bakteri beraneka ragam, ada yang berbentuk bola atau peluru (kokus), seperti batang (bacillus), bengkok seperti koma/sekrup (vibrio), dan spiral (heliks). Sel-sel tersebut biasanya berkoloni/berkelompok dan mengalami perubahan bentuk, contohnya:
a. diplokokus, yaitu bakteri kokus berkelompok dua-dua;
b. streptokokus, selnya berbaris berantai;
c. stapilokokus, berkelompok seperti anggur;
d. sarcina, berbentuk bulat seperti kubus berkelompok delapan.
Bentuk bakteri sering digunakan sebagai salah satu dasar untuk identifikasi bakteri. Karena ukuran bakteri sangat kecil, yaitu hanya beberapa mikron (��) yang setara dengan 0,001 mm dari yang terkecil kira-kira 1/10 µ– 100 µ maka untuk melihatnya harus menggunakan alat bantu mikroskop.
2. Struktur Sel Bakteri
Berdasarkan dinding selnya, bakteri dibedakan menjadi dua, yaitubakteri gram positif (jika timbul warna apabila diwarnai dengan tinta) dan bakteri gram negatif (tidak menimbulkan warna apabila diwarnai dengan tinta).
A. Struktur Utama di Luar Dinding Sel
Struktur utama di luar dinding adalah flagela, pili, dan kapsul. Apa yang Anda ketahui dari ketiganya?
1) Flagelum (jamak: Flagela)
Bentuk flagela seperti rambut yang teramat tipis, mencuat menembus dinding sel, fungsinya untuk pergerakan pada sel bakteri. Flagela terdiri atas tiga bagian, yaitu tubuh dasar, struktur seperti kait, dan sehelai filame panjang di luar dinding sel. Panjangnya beberapa kali lebih panjang dari selnya, tetapi diameternya jauh lebih kecil dari diameter selnya. Perlu Anda ketahui ada beberapa bakteri yang tidak memiliki flagelum yang disebut atrik. Berdasarkan letak dan jumlahnya, terdapat empat macam bakteri, yaitu monotorik, (memiliki satu flagelum pada salah satu ujung sel bakteri), lopotrik (memiliki dua/lebih flagela pada salah satu ujung sel bakteri), amfitrik (memiliki dua/lebih flagella di kedua ujung sel bakteri), dan peritrik (memiliki flagela di seluruh permukaan sel bakteri). Perhatikan Gambar 4.5 dan bandingkan bentuknya!
2) Pili (Fimbriae)
Bentuknya seperti filamen, tetapi bukan flagela, banyak terdapat pada bakteri gram negatif. Ukurannya lebih kecil, lebih pendek, dan lebih banyak dari flagela. Pili ini tidak berfungsi untuk pergerakan, tetapi berfungsi sebagai pintu gerbang masuknya bahan genetik selama berlangsungnya perkawinan antarbakteri. Selain itu, pili juga mempunyai fungsi lain, yaitu sebagai alat untuk melekatkan pada berbagai permukaan jaringan hewan atau tumbuhan yang merupakan nutriennya. Contohnya, Sex pilus.
3) Kapsul
Kapsul merupakan suatu bahan kental berupa lapisan lendir. Ukurannya dipengaruhi
oleh medium tempat tumbuhnya. Kapsul bakteri mempunyai arti penting bagi bakteri maupun organisme lain. Bagi bakteri, kapsul merupakan penutup/pelindung dan juga sebagai gudang makanan cadangan. Selain itu, dapat pula menambah kemampuan bakteri.
B. Struktur di Sebelah Dalam Dinding Sel
Struktur paling umum yang terdapat di dalam dinding sel bakteri adalah sebagai berikut.
1) Membran Sitoplasma
Membran ini amatlah penting karena berfungsi mengendalikan keluar masuknya substansi kimiawi dalam larutan sel, yaitu mampu mengambil dan menahan nutrien seperti gula, asam amino, mineral, dalam jumlah yang sesuai dan membuang kelebihan nutrien atau produk-produk buangannya. Selain itu, juga berfungsi sebagai tempat perlekatan flagelum. Membran sitoplasma merupakan membran plasma yang membungkus sitoplasma beserta isinya. Bagaimana jika membran ini pecah atau rusak? Apakah sel bakteri akan mati? Coba Anda pikirkan bersama teman-teman satu kelas!
2) Mesosom
Apabila membran sitoplasma mengalami pelipatan ke arah dalam/invaginasi, maka akan menghasilkan suatu struktur yang disebut mesosom.Mesosom ini selalu bersambungan dengan membran sitoplasma. Diduga mesosom bisa berfungsi dalam sintesis dinding sel dan pembelahan nukleus.
3) Sitoplasma dan Struktur-Struktur di Dalamnya
Sitoplasma merupakan cairan yang bersifat koloid dan berisi semua zat yang diperlukan untuk kehidupan sel. Bahan sel yang dikandungnya antara lain seperti berikut.
a) Daerah sitoplasma, berisi partikel-partikel RNA protein (ribosom). Ribosom ini merupakan biosintesis protein, dijumpai pada semua sel, baik eukariotik/ prokariotik.
b) Daerah nukleus, bahan nukleus/DNA di dalam sel bakteri menempati posisi dekat pusat sel dan terikat pada mesosom sitoplasma. Bahan ini sebagai alat genetik yang terdiri atas kromosom.
c) Bagian zat alir, mengandung nutrien terlarut yang terbentuk sebagai tubuh inklusi. Pada bagian tubuh ini terdiri atas lipid, glikogen, polifosfat, dan pati. Jika materi-materi ini menumpuk maka akan membentuk granul/ globul di dalam sitoplasma. Contohnya, bakteri Thiobacillus thioparus yang menumpuk sejumlah besar sulfur yang tampak seperti granul.
4) Plasmid dan Endospora
Pada umumnya bakteri memiliki plasmid berbentuk seperti cincin yang terdapat di dalam sitoplasma. Fungsinya untuk pertahanan sel bakteri terhadap lingkungan yang tidak menguntungkan. Sama halnya dengan plasmid dalam keadaan lingkungan yang jelek, bakteri tersebut akan membentuk endospora. Endospora ini sebenarnya adalah spora/struktur yang berdinding tebal, pembentukannya terjadi di dalam sel bakteri. Endospora ini tahan terhadap panas dengan batas sekitar 120° C. Jika kondisi telah membaik, maka endospora akan bisa tumbuh menjadi bakteri seperti semula. untuk menginfeksi.
3. Perkembangbiakan Bakteri
Untuk melestarikan jenisnya, bakteri bisa berkembang biak dengan cara aseksual, yaitu dengan membelah diri dan seksual, yaitu secara konjugasi. Cara-cara perkembangbiakan bakteri adalah sebagai berikut.
a. Pembelahan Sel (Biner)
Pelajarilah Gambar 4.9 berikut ini! Proses reproduksi yang paling umum dilakukan oleh bakteri adalah pembelahan biner melintang.
Setelah pembentukan dinding sel melintang, maka satu sel tunggal membelah menjadi dua sel anak. Dua sel anak ini mempunyai bentuk dan ukuran yang sama dan akan tumbuh menjadi dewasa. Pembelahan ini merupakan pembelahan secara langsung, artinya tidak melalui beberapa tahap. Proses ini berlangsung sangat cepat, setiap 20 menit membelah menjadi dua.
b. Konjugasi
Konjugasi merupakan cara reproduksi bakteri secara seksual. Hal ini dapat terjadi
bila dua bakteri berdekatan yang memunculkan saluran sehingga bisa saling berhubungan. Dengan demikian, maka materi genetic bisa berpindah dari satu sel ke sel lain beserta sitoplasmanya. Sampai saat ini para ahli belum dapat menentukan jenis kelamin bakteri, tetapi suatu penelitian pernah mengatakan bahwa yang memberikan DNA ke sel bakteri lain disebut sebagai “pejantan”, demikian sebaliknya jika yang menerima disebut sebagai “betina”. Setelah terjadi konjugasi, selanjutnya yang betina akan mengadakan pembelahan biner dan demikian seterusnya. Dengan demikian, dapat diketahui bahwa reproduksi secara generatif tejadi melalui tiga tahap, yaitu:
1) transformasi (pemindahan satu gen/DNA bakteri ke sel bakteri lain);
2) konjugasi;
3) terinduksi (proses pemindahan materi genetik melalui perantaraan/infeksi virus).
4. Jenis-jenis Bakteri
A. Ordo Eubacteriales
Ciri-ciri dari ordo ini adalah sel-selnya berbentuk bulat atau batang yang lurus dan terpisah-pisah. Kadang-kadang membentuk koloni berupa rantai. Alat geraknya berupa flagel yang peritrik atau tidak bergerak. Bangsa ini meliputi berbagai famili, antara lain sebagai berikut.
1) Azetobacteraceae
Ciri-cirinya adalah sel-selnya berbentuk jorong atau batang yang mirip dengan sel-sel khamir. Dia hidup bebas di dalam tanah dan merupakan penambat nitrogen. Contohnya, Azetobacter chroococcum, Azetobacter indicus, dan Azetobacter agilis. Famili Azetobacteraceae ini sangat bermanfaat bagi kehidupan kita, misalnya karena dia penambat nitrogen di udara, maka bakteri ini menambat gas (N2) yang ada dalam udara untuk dijadikan senyawa-senyawa yang diperlukan oleh tanaman dengan cara bersimbiosis dengan tumbuhan. Caranya bakteri menyediakan nitrat yang dibutuhkan tumbuhan dan tumbuhan menyediakan bahan makanan yang diperlukan bakteri. Dengan demikian, tumbuhan akan menjadi lebih subur karena tidak semua nitrogen dapat disediakan di dalam tanah.
Bakteri-bakteri penambat N2 udara ada yang hidup bebas di dalam tanah, misalnya Azetobacter chroococcum.
2) Rhizobiaceae
Ciri-ciri dari famili bakteri ini adalah sel-selnya berbentuk batang, kadang-kadang bercabang, seringkali bersimbiosis dengan Leguminosae dan membentuk bintil-bintil pada akarnya, serta dapat menambat nitrogen. Beberapa contoh simbiosis antara bakteri dengan tumbuhan, antara lain:
a) Rhizobium leguminosarum, membentuk bintil-bintil pada akar tanaman kacang-kacangan;
b) Rhizobium japonicum, pada kedelai;
c) Rhizobium phaseoli, bersimbiosis dengan anggota-anggota marga Phaseoulus.
Ketiga bakteri tersebut dapat dimanfaatkan untuk menyuburkan tanaman, sama seperti pada Azetobacter. Tetapi ada juga bakteri dari famili ini yang bersifat merugikan, yaitu Agrobacterium tumefaciens yang menimbulkan pembengkakan pada akar pohon-pohonan.
3) Enterobacteriaceae
Bakteri golongan ini seringkali terdapat dalam saluran pernapasan dan saluran kencing Vertebrata. Bakteri ini hidup bebas dan juga bersifat patogen, menimbulkan fermentasi anaerobik pada glukosa, kadang-kadang laktosa. Contohnya sebagai berikut.
a) Escherichia coli, terdapat dalam usus manusia dan vertebrata lainnya. Apa peranan dari bakteri ini? Bakteri ini sangat berguna sekali bagi kehidupan manusia karena dapat membusukkan makanan dari sisa pencernaan, dapat membentuk vitamin K pada saat terjadi pembekuan darah, serta dapat menghasilan vitamin B12. Cobalah pikirkan apabila bakteri ini tidak ada di dalam tubuh kita! Apa yang akan terjadi di dalam tubuh kita?
b) Salmonella typhosa, Salmonella paratyphi, bakteri ini bersifat “patogen” yang menyebabkan penyakit tipus dan paratipus.
c) Shigella dysenteriae, bakteri ini merupakan penyebab penyakit disentri.
4) Micrococcaceae
Sel-sel bakteri ini berbentuk seperti peluru, terdapat dalam koloni tetrade, kubus dengan masa tidak beraturan. Contohnya:
a) Sarcinalutea, Sarcina aurantiaca.
b) Micrococcus denitrificans, menimbulkan proses denitrifikasi.
c) Staphylococcus aureus, bersifat patogen, yaitu dapat menimbulkan berbagai penyakit.
5) Neisseriaceae
Ciri-ciri dari famili bakteri ini adalah sel-selnya berbentuk peluru, seringkali berpasangan. Contoh dari bakteri ini adalah sebagai berikut.
a) Neisseria gonnorrhoeae,(Micrococcus gonnorrhoe) penyebab penyakit kelamin kencing nanah yang dikenal dengan nama “raja singa”.
b) Neisseria meningitis, penyebab penyakit meningitis.
c) Veillonella parvula, dalam mulut dan saluran pencernaan makanan manusia dan hewan.
6) Lactobacillaceae
Ciri-ciri bakteri ini berbentuk peluru/batang yang dapat menimbulkan fermentasi asam laktat. Contohnya :
a) Lactobacillus caucasicus, dengan khamir dapat dibuat “yoghurt”.
b) Streptococcus pyogenes, dapat menimbulkan nanah dan keracunan darah bila menginfeksi tubuh manusia.
c) Diplococcus pneumoniae, menyebabkan penyakit pneumonia (radang paru-paru).
B. Ordo Actinomycetes
Sel-sel Actinomycetes memanjang mirip hifa cendawan, cenderung membentuk percabangan. Ada beberapa famili, yaitu:
1) Mycobacteriaceae, sel-selnya tidak membentuk miselium. Contoh: Mycobacterium tuberculosis, penyebab penyakit tuberculosis/TBC. M. lepra, penyebab penyakit kusta.
2) Actinomycetaceae, membentuk miselium dan spora terbentuk dalam fragmen-fragmen miselium.
3) Streptomycetaceae, membentuk miselium dan miselium vegetatif tidak terbagi-bagi. Contoh: Streptomyces aureofaciens, menghasilkan aureomisin. S. grisens, menghasilkan streptomisin.
5. Peran Bakteri Bagi Manusia
Tahukah Anda dalam kehidupan manusia bakteri ada yang menguntungkan namun ada pula yang merugikan. Bakteri yang menguntungkan,
yaitu bakteri yang sering digunakan dalam industri atau proses dalam pengubahan suatu zat. Sedangkan bakteri yang merugikan, yaitu hidupnya bersifat parasit pada manusia, hewan, dan tumbuhan. Berikut ini beberapa contoh bakteri yang bersifat menguntungkan dan merugikan.
1. Peranan yang Menguntungkan/Apatogen
Contoh-contoh dari bakteri yang menguntungkan adalah sebagai berikut:
A. Bakteri penghasil antibiotik yang berguna bagi manusia, (ordo bakteri Actinomycetes)
1. Streptomyces griseus >> streptomycin
2. Streptomyces rimosus >>teramisin
3. Streptomyces venezuelae >>chloracimphenicol/kloromisitin
4. Streptomyces aureofaciens >>aureomisin
5. Bacillus polymixa >>polimiksin
6. Bacillus subtilis >>basitrasin
7. Bacillus brevis terotrisin. >>terotrisin
B. Bakteri yang bermanfaat dalam produksi bahan makanan
1. Yakult >> Lactobacillus casei
2. Yoghurt/susu asam >> Lactobacillus bulgaricus
3. Nata de coco >> Acetobacter xylinum (kolang-kaling buatan)
4. Mentega >> Streptococcuslactis
5. Asam cuka >> Acetobacter
6. Terasi >> Loctobacillus sp.
7. Asinan buah-buahan >> Loctobacillus sp.
8. Asam butirat >> Clostridium bitricum
9. Asam propionat >> Propioni bactericum
Perlu Anda ketahui kelompok Archaebacteria mempunyai peranan dalam proses pembusukan sampah, kotoran hewan, sehingga menghasilkan energi alternatif metana berupa biogas. Contohnya, Metano bacterium.
2. Peranan yang Merugikan/Patogen
Contoh beberapa bakteri yang merugikan manusia adalah:
A. Bakteri yang menyebabkan penyakit pada manusia.
1. Clostridium tetani >>Tetanus
2. Diplococcus pneumonia >>Pneumonia (paru)
3. Mycobacterium tuberculosis >>TBC
4. Mycobacterium leprae >>Lepra
5. Neisseria gonorrhoe >>Rajasinga
6. Pasteurella pestis >>Pes/sampar
7. Salmonella typhosa >>Tipus
8. Shigella dysentriae >>Disentri
9. Treponema pallidum >>Sifilis
10. Vibrio comma >>Kolera
B. Bakteri yang menyebabkan penyakit pada hewan ternak.
1. Actinomyces bovis >>Bengkak rahang pada sapi
2. Bacillus anthracis >>Penyakit anthraks pada ternak
3. Streptococcus agalactia >>Radang payudara sapi
4. Cytophaga columnaris >> Penyakit pada ikan
