Bakteri

Bakteri – Ciri ciri, Struktur, Perkembangbiakan, Bentuk dan Manfaatnya

Bakteri adalah organisme uniselluler dan prokariot serta umumnya tidak memiliki klorofil dan berukuran renik (mikroskopis).

Ciri-ciri Bakteri

Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannnya dengan mahluk hidup lain yaitu :
1. Organisme multiselluler

2. Prokariot (tidak memiliki membran inti sel )

3. Umumnya tidak memiliki klorofil

4. Memiliki ukuran tubuh yang bervariasi antara 0,12 s/d ratusan mikron umumnya memiliki ukuran rata-rata 1 s/d 5 mikron.

5. Memiliki bentuk tubuh yang beraneka ragam

6. Hidup bebas atau parasit

7. Yang hidup di lingkungan ekstrim seperti pada mata air panas,kawah atau gambut dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan

8. Yang hidupnya kosmopolit diberbagai lingkungan dinding selnya mengandung peptidoglikan

      Secara umum ciri – ciri bakteri yang termasuk Eubakteria adalah sebagai berikut:
1) Dinding sel tersusun atas mukopoli sakarida dan peptidoglikan (murein).
2) Sel bakteri dapat mensekresikan lender kepermukaan dindingselnya
3) Membran sitoplasma meliputi 8 – 10% dari bobot kering sel dan tersusun atas fosfolipida dan protein.
4) Sitoplasma dikelilingi oleh membrane sitoplasma, dan tersusun dari 80% air, asam nukleat, protein, karbohidrat, lemak dan ion organic, serta kromatofora.

5) pada kondisi yang tidak menguntungkan bakteri dapat membentuk endospora yang berfungsi melindungi bakteri dari panas dan gangguan alam.

6)bakteri ada yang bergerak dengan flagella danada yang bergerak tanpa flagella. Bkteri tanpa flagella bergerak dengan cara berguling.

Struktur Bakteri

Struktur bakteri terbagi menjadi dua yaitu:
1. Struktur dasar (dimiliki oleh hampir semua jenis bakteri)
Meliputi: dinding sel, membran plasma, sitoplasma, ribosom, DNA, dan granula penyimpanan
2. Struktur tambahan (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu)
Meliputi kapsul, flagelum, pilus, fimbria, klorosom, Vakuola gas dan endospora.

Struktur dasar sel bakteri

Struktur dasar bakteri :

1. Dinding sel tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein dan polisakarida (ketebalan peptidoglikan membagi bakteri menjadi bakteri gram positif bila peptidoglikannya tebal dan bakteri gram negatif bila peptidoglikannya tipis).

2. Membran plasma adalah membran yang menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan fosfolipid dan protein.

3. Sitoplasma adalah cairan sel.

4. Ribosom adalah organel yang tersebar dalam sitoplasma, tersusun atas protein dan RNA.

5. Granula penyimpanan, karena bakteri menyimpan cadangan makanan yang dibutuhkan.

Struktur tambahan bakteri :

1. Kapsul atau lapisan lendir adalah lapisan di luar dinding sel pada jenis bakteri tertentu, bila
lapisannya tebal disebut kapsul dan bila lapisannya tipis disebut lapisan lendir. Kapsul dan lapisan lendir tersusun atas polisakarida dan air.

2. Flagelum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel.

3. Pilus dan fimbria adalah struktur berbentuk seperti rambut halus yang menonjol dari dinding sel, pilus mirip dengan flagelum tetapi lebih pendek, kaku dan berdiameter lebih kecil dan tersusun dari protein dan hanya terdapat pada bakteri gram negatif. Fimbria adalah struktur sejenis pilus tetapi lebih pendek daripada pilus.

4. Klorosom adalah struktur yang berada tepat dibawah membran plasma dan mengandung pigmen klorofil dan pigmen lainnya untuk proses fotosintesis. Klorosom hanya terdapat pada bakteri yang melakukan fotosintesis.

5. Vakuola gas terdapat pada bakteri yang hidup di air dan berfotosintesis.

6. Endospora adalah bentuk istirahat (laten) dari beberapa jenis bakteri gram positif dan terbentuk didalam sel bakteri jika kondisi tidak menguntungkan bagi kehidupan bakteri. Endospora mengandung sedikit sitoplasma, materi genetik, dan ribosom. Dinding endospora yang tebal tersusun atas protein dan menyebabkan endospora tahan terhadap kekeringan, radiasi cahaya, suhu tinggi dan zat kimia. Jika kondisi lingkungan menguntungkan endospora akan tumbuh menjadi sel bakteri baru.

Bentuk Bakteri

Bentuk dasar bakteri terdiri atas bentuk bulat (kokus), batang (basil),dan spiral (spirilia) serta terdapat bentuk antara kokus dan basil yang disebut kokobasil. Berbagai macam bentuk bakteri :

1. Bakteri Kokus :

a. Monokokus yaitu berupa sel bakteri kokus tunggal
b. Diplokokus yaitu dua sel bakteri kokus berdempetan
c. Tetrakokus yaitu empat sel bakteri kokus berdempetan berbentuk segi empat.
d. Sarkina yaitu delapan sel bakteri kokus berdempetan membentuk kubus
e. Streptokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan membentuk rantai.

f. Stapilokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan seperti buah anggur

2. Bakteri Basil :

a. Monobasil yaitu berupa sel bakteri basil tunggal

b. Diplobasil yaitu berupa dua sel bakteri basil berdempetan

c. Streptobasil yaitu beberapa sel bakteri basil berdempetan membentuk rantai

3. Bakteri Spirilia :

a. Spiral yaitu bentuk sel bergelombang

b. Spiroseta yaitu bentuk sel seperti sekrup

c. Vibrio yaitu bentuk sel seperti tanda baca koma

Bentuk bakteri sangat bervariasi, tetapi secara umum ada 3 tipe, yaitu :
1. Bentuk batang / silindris.
2. Bentuk bulat / kokus
3. Bentuk spiral / spirilium.
    Variasi bakteri atau koloni bakteri dipengaruhi oleh arah pembelahannya, umur, dan syarat pertumbuhan tertentu misalkan makanan, ssuhu, dan keadaan yang tidak menguntungkan bakteri.

a) Bentuk silindris (batang)

Dibedakan atas:
1. Basil tunggal, berupa batang tunggal, contohnya Escherchia coli dan Salmonella typi.
2. Diplobasil; berbentuk batang bergandengan dua – dua.
3. Streptobasil; berupa batang bergandengan seperti rantai, contohnya Streptobacillus moniliformis dan Azotobacter sp.

b) Bentuk bulat (kolon)

    Bakteri berbentuk bulat (kokus = sferis/tidak bulat betul) dibagi mejadi bentuk – bentuk sebagai berikut:
1. Monokokus,berbentuk bulat, satu – satu, contohnya Monococcus gonorhoe.
2. Diplokokus, bentuknya bulat bergandengan dua – dua, misalnya Diplococcus pneumonia.
3. Streptokokus, memiliki bentuk bulat bergandengan seperti rantai, sebagai hasil pembelahan sel kesatu atau dua arah dalam satu garis.
4. Tetrakokus, berbentuk bulat terdiri 4 sel yang tersusun dalam bentuk bujur sangkar sebagai hasil pembelahan sel kedua arah.
5. Sarkina, berbentuk bulat terdiri atas 8 sel yang tersusun dalam bentuk kubus sebagai hasil pembelahan sel ketiga arah, contohnya Sarcia sp.
6. Stafilokokus, berbentuk bulat, tersusun seperti kelompok buah anggur sebagai hasil pembelahan sel ke segala arah.

c) Bentuk Spiral

     Di bagi menjadi:
1. Koma (vibrio); berbentuk lengkungan kurang dari setengah lingkaran, contoh nya Vibrio coma, penyebab penyakit kolera.
2. Spiral; berupa lengkunagn lebih dari setengah lingkaran , contohnya Spirillium minor yang menyebabkan demam dengan perantara gigitan tikus atau hewanpengerat lainnya.
3. Spiroooseta; berupa spiral yang halus dan lentur, contohnya Treponema pallisum, penyebab penyakit sifilis.

Alat Gerak Bakteri

Alat gerak pada bakteri berupa flagellum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel. Flagellum memungkinkan bakteri bergerak menuju kondisi lingkungan yang menguntungkan dan menghindar dari lingkungan yang merugikan bagi kehidupannya.
Flagellum memiliki jumlah yang berbeda-beda pada bakteri dan letak yang berbeda-beda pula yaitu

a) Bakteri monokrotik, yaitu bakteri yang mempunyai satu flagella pada salah satu ujung selnya.
b) Bakteri amfitrik, yaitu bakteri yang pada kedua ujung selnya mempunyai satu flagella.
c) Bakteri lofotrik, yaitu bakteri yang pada salah satu ujung selnya memiliki seberkas flagella.
d) Bakteri peritrik, yaitu bakteri yang pada seluruh tubuhnya terdapat flagella.

Pertumbuhan pada bakteri mempunyai arti perbanyakan sel dan peningkatan ukuran populasi.
Faktor–faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri atau kondisi untuk pertumbuhan optimum adalah :

1. Suhu

Suhu berperan penting dalam mengatur jalannya reaksi metabolisme bagi semua makhluk hidup. Khususnya bagi bakteri, suhu lingkungan yang berada lebih tinggi dari suhu yang dapat ditoleransi akan menyebabkan denaturasi protein dan komponen sel esensial lainnya sehingga sel akan mati. Demikian pula bila suhu lingkungannya berada di bawah batas toleransi, membran sitoplasma tidak akan berwujud cair sehingga transportasi nutrisi akan terhambat dan proses kehidupan sel akan terhenti.^[2] Berdasarkan kisaran suhu aktivitasnya, bakteri dibagi menjadi 4 golongan:

• Bakteri psikrofil, yaitu bakteri yang hidup pada daerah suhu antara 0°– 30 °C, dengan suhu optimum 15 °C.
• Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang hidup di daerah suhu antara 15° – 55 °C, dengan suhu optimum 25° – 40 °C.
• Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup di daerah suhu tinggi antara 40° – 75 °C, dengan suhu optimum 50 - 65 °C
• Bakteri hipertermofil, yaitu bakteri yang hidup pada kisaran suhu 65 - 114 °C, dengan suhu optimum 88 °C.

2. Derajat keasaman atau pH
3. Konsentrasi garam
4. Sumber nutrisi
5. Zat-zat sisa metabolisme
6. Zat kimia

7. Kelembaban relatif

Pada umumnya bakteri memerlukan kelembaban relatif (relative humidity, RH) yang cukup tinggi, kira-kira 85%. Kelembaban relatif dapat didefinisikan sebagai kandungan air yang terdapat di udara. Pengurangan kadar air dari protoplasma menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti, misalnya pada proses pembekuan dan pengeringan.  Sebagai contoh, bakteri Escherichia coli akan mengalami penurunan daya tahan dan elastisitas dinding selnya saat RH lingkungan kurang dari 84%. Bakteri gram positif cenderung hidup pada kelembaban udara yang lebih tinggi dibandingkan dengan bakteri gram negatif terkait dengan perubahan struktur membran selnya yang mengandung lipid bilayer

8. Cahaya

Cahaya merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri. Secara umum, bakteri dan mikroorganisme lainnya dapat hidup dengan baik pada paparan cahaya normal. Akan tetapi, paparan cahaya dengan intensitas sinar ultraviolet (UV) tinggi dapat berakibat fatal bagi pertumbuhan bakteri. Teknik penggunaan sinar UV, sinar x, dan sinar gamma untuk mensterilkan suatu lingkungan dari bakteri dan mikroorganisme lainnya dikenal dengan teknik iradiasi yang mulai berkembang sejak awal abad ke-20.. Metode ini telah diaplikasikan secara luas untuk berbagai keperluan, terutama pada sterilisasi makanan untuk meningkatkan masa simpan dan daya tahan. Beberapa contoh bakteri patogen yang mampu dihambat ataupun dihilangkan antara lain Escherichia coli 0157:H7 and Salmonella

9. Radiasi

Radiasi pada kekuatan tertentu dapat menyebabkan kelainan dan bahkan dapat bersifat letal bagi makhluk hidup, terutama bakteri. Sebagai contoh pada manusia, radiasi dapat menyebabkan penyakit hati akut, katarak, hipertensi, dan bahkan kanker. Akan tetapi, terdapat kelompok bakteri tertentu yang mampu bertahan dari paparan radiasi yang sangat tinggi, bahkan ratusan kali lebih besar dari daya tahan manusia tehadap radiasi, yaitu kelompok Deinococcaceae. Sebagai perbandingan, manusia pada umumnya tidak dapat bertahan pada paparan radiasi lebih dari 10 Gray (Gy, 1 Gy = 100 rad), sedangkan bakteri yang termasuk dalam kelompok ini dapat bertahan hingga 5.000 Gy.

Pada umumnya, paparan energi radiasi dapat menyebabkan mutasi gen dan putusnya rantai DNA. Apabila terjadi pada intensitas yang tinggi, bakteri dapat mengalami kematian. Deinococcus radiodurans memiliki kemampuan untuk bertahan terhadap mekanisme perusakan materi genetik tersebut melalui sistem adaptasi dan adanya proses perbaikan rantai DNA yang sangat efisien.

Cara Perkembangbiakan 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. Reproduksi bakteri secara seksual yaitu dengan pertukaran materi genetik dengan bakteri lainnya. Pertukaran materi genetik disebut rekombinasi genetik atau rekombinasi DNA.

Rekombinasi genetik dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu:

1. Transformasi adalah pemindahan sedikit materi genetik, bahkan satu gen saja dari satu sel bakteri ke sel bakteri yang lainnya.

2. Transduksi adalah pemindahan materi genetik satu sel bakteri ke sel bakteri lainnnya dengan perantaraan organisme yang lain yaitu bakteriofage (virus bakteri).

3. Konjugasi adalah pemindahan materi genetik berupa plasmid secara langsung melalui kontak sel dengan membentuk struktur seperti jembatan diantara dua sel bakteri yang berdekatan. Umumnya terjadi pada bakteri gram negatif.

Peranan Bakteri

Dalam kehidupan manusia bakteri mempunyai peranan yang menguntungkan maupun yang merugikan.
Bakteri yang menguntungkan adalah sebagai berikut :

1. Pembusukan (penguraian sisa-sisa mahluk hidup contohnya Escherichia colie).
2. Pembuatan makanan dan minuman hasil fermentasi contohnya Acetobacter pada pembuatan asam cuka, Lactobacillus bulgaricus pada pembuatan yoghurt, Acetobacter xylinum pada pembuatan nata de coco dan Lactobacillus casei pada pembuatan keju yoghurt.

3. Berperan dalam siklus nitrogen sebagai bakteri pengikat nitrogen yaitu Rhizobium leguminosarum yang hidup bersimbiosis dengan akar tanaman kacang-kacangan dan Azotobacter chlorococcum.

4. Penyubur tanah contohnya Nitrosococcus dan Nitrosomonas yang berperan dalam proses nitrifikasi menghasilkan ion nitrat yang dibutuhkan tanaman.

5. Penghasil antibiotik contohnya adalah Bacillus polymyxa (penghasil antibiotik polimiksin B untuk pengobatan infeksi bakteri gram negatif, Bacillus subtilis penghasil antibioti untuk pengobatan infeksi bakteri gram positif,Streptomyces griseus penghasil antibiotik streptomisin untuk pengobatan bakteri gram negatif termasuk bakteri penyebab TBC dan Streptomyces rimosus penghasil antibiotik terasiklin untuk berbagai bakteri.

6. Pembuatan zat kimia misalnya aseton dan butanol oleh Clostridium acetobutylicum
7. Berperan dalam proses pembusukan sampah dan kotoran hewan sehinggga menghasilkan energi alternatif metana berupa biogas. Contohnya methanobacterium

8. Penelitian rekayasa genetika dalam berbagai bidang.sebagai contoh dalam bidang kedokteran dihasilkan obat-obatan dan produk kimia bermanfaat yang disintesis oleh bakteri, misalnya enzim, vitamin dan hormon.

Bakteri yang merugikan sebagai berikut :

1. Pembusukan makanan contohnya Clostridium botulinum

2. Penyebab penyakit pada manusia contohnya Mycobacterium tuberculosis ( penyebab penyakit TBC ), Vibrio cholerae ( penyebab kolera atau muntaber ), Clostridium tetani (penyebab penyakit tetanus ) dan Mycobacterium leprae (penyebab penyakit lepra )

3. Penyebab penyakit pada hewan contohnya Bacilluc antrachis (penyebab penyakit antraks pada sapi )

4. Penyebab penyakit pada tanaman budidaya contohnya Pseudomonas solanacearum (penyebab penyakit pada tanaman tomat, lombok, terung dan tembakau) serta Agrobacterium tumafaciens (penyebab tumor pada tumbuhan)

Berdasarkan cara hidupnya , bakteri dapat dibedakan menjadi bakteri heterotrof dan autotrof.

a) Bakteri heterotrof.

    Bakteri kelompok ini tidak berklorofil, sangat bergantung pada bahan organic yang ada disekitar tubuhnya, karena bakteri tesbut tidak dapat mengubah baha anorganik menjadi bahan organic. Bakteri heterotrof di badakan menjadi:
1. Bakteri parasit

Mendapatkan makanan dari organism lain yang ditumpanginya (inang) contohnya family spirochaetaceae (parasit dalam usus moluska bercangkang dua).

2. Bakteri saprofit (saprobakter)
Bakteri saprofit adalah bakteri yang kebutuhan makanannya diperoleh dari sissa – sisa makanan organism lain yang telah mati.
Bakteri jenis ini merombak bahan organic menjadi bahan anorganik melalui fermentasi atau respirasi tak sempurna. Proses perombakan biasanya menghasilkan gas – gas CO₂, H₂, CH₄ (metana), N₂, H2S dan NH₃.
Contoh bakteri ini diantaranya adalah:
a. Escherchia coli dalam keadaaan tertentu menguraikan asam semut (HCOOH) menjadi CO2 dan H2O
b. Methanobacterium omelanskii dan Methanobacterium ruminatum menguraikan asam cuka (CH3COOH) menjadi metana (CH4) dan CO2.
c. Thiobacillus debitrificans menguraikan nitrat ataupun nitrit dan menghasilkan N2, sehingga menyebabkan tanah menjadi kurang subur. Proses ini dikenal sebagai proses denitrifikasi.
d. Clostridium sporageus menguraikan asam amino menjadi ammonia (NH3)
e. Desulfovibrio desulfuricans membusukkan bangkai serta menguraikan sulfat ditempat becek, hasilnya berupa hydrogen sulfide (H2S).

3. Bakteri pathogen adalah bakteri parasit yang menimbulkan penyakit hospes ‘ inang yang dihinggapi, contohnya sebagai berikut:

a. Parasit pada manusia:
- Salmonella thypi menyebabkan penyakit tifus.
- Vibrio comma menyebabkan penyakit kolera
- Clostridium tetani menyebabkan penyakit tetanus.
- Neisseria gonorrhoeae menyebabkan penyakit kelamin (kencing tanah).
- Neisseria meningitides menyebabkan penyakit radang seplaput otak.
- Pasteurella pestis menyebabkan penyakit pes (sampar)
- -Mycobacterium tubercolosis menyebabkan penyakit pneumonia (radang paru – paru)
- Mycobacterium leprae menyebabkan penyakit disentri.
- Treponema pertenue menyebabkan penyakit patek (framboesia).
b. Parasit pada tumbuhan
- Pseudomonas cattleyeae penyebab penyakit pada anggrek.
- P.solanacearum penykit pada pisang.
- Bacterium papaya penyebab penyakit pada papaya.

c. Parasit pada hewan ternak
- Bacillus anthracis penyebab penykit pada ternak.
- Mycobacterium bovis penyebab penyakit pada lembu.
- M.avium penyebab penyakit penyakit pada unggas.n cara mengubah bahan anorgnik menjadi bahan organic.

4. Bakteri apatogen adalah bakteri yang tidak menimbulkan penyakit pada hospes, contoh : Eschercihia coli dan Streptomyces greseus.

b) Bakteri Autotrof

Semua jenis bakteri autotrof mampu membuat makanan sendiri dengan Proses pengubahan dapat terjadi melalui dua cara, yaitu :

1. Foto autotrof.
Energy yang digunakan untuk menyusun bahan anorganik menjadi bahan organic adalah sinar matahari / cahaya.
Golongan fotoautotrof dibagi menjadi dua, yaitu bakteri hijau dan bakteri ungu. Bakteri hijau memiliki pigmen hijau yang disebut bakteri oviridin dan bakterioklorofil.
2. Kemoautotrof.

Bakteri ini memperoleh energy dari bahan bahan kimia untuk menyusun bahan organic dari bahan anorganik.Contoh :Nitrosomonas, Nitro socytis, Nitrospira dan Nitrosococcus.

e. Subkingdom Archaebakteria.

      Archaebakteria berbeda dengan eubakteria dalam beberapa hal, yaitu:
1. Komposisi kimia penyusun dinding sel,
2. Lemak pada membrane selnya,
3. Komposisi RNA nya,
4. Komposisi ribosomnya.
   Arkhaebakteria diartikan sebagai bakteri purba. Arkhaebakteri dikelompokkan kedalam empat kelompok, yaitu :

a. Methanogenik.

     Bakteri ini bersifat anaerobic dan kemosintetik.
Dihabitatnya bakteri ini memperoleh makanan dari membusukkan sisa – sisa tumbuhan yang mati dan menghasilkan metana.
    Jenis methanogenik lainnya hidup dikedalam laut dan mendapatkan makanan dari bahan organic yang tenggelam didasar laut. Ada pula jenis methanogenik yang hidup pada sumber air panas dengan suhu sekitar 1100C.
b. Halofilik

     Bakteri ini hidup pada lingkungan yang berkadar garam tinggi, seperti didanau air asin dan laut mati. Beberapa bekteri halofiik dapat melakukan fotosintesis. Jenis klorofilnya disebut bakteriohodopsin. Jenis klorofilnya disebut bakteriorhodopsin yang memberikan warna ungu.
c. Pereduksi sulfur

     Bakteri ini menggunakan hydrogen dan sulfur anorganik sebagai sumber energinya, reaksinya adalah sebagaiberikut:
H₂ + S -------------- H₂s
6H₂S + 3O₂ --- 6S + 6H₂O
    Bakteri ini hidup mengoksidasi sulfur. Bakteri thermoasisofilik terdapat dilubang vulkanik. Dan mata air bersulfur seperti yang terdapat di Yellowstone amerika.