Bakteri

1. Pengertian Bakteri

Bakteri adalah suatu organisme yang jumlahnya paling banyak dan tersebar luas dibandingkan dengan organisme lainnya di bumi. Bakteri umumnya merupakan organisme uniseluler (bersel tunggal), prokariota/prokariot, tidak mengandung klorofil, serta berukuran mikroskopik (sangat kecil).

Bakteri berasal dari kata bahasa latin yaitu bacterium. Bakteri memiliki jumlah spesies mencapai ratusan ribu atau bahkan lebih. Mereka ada di mana-mana mulai dari di tanah, di air, di organisme lain, dan lain-lain juga berada di lingkungan yang ramah maupun yang ekstrim.

Dalam tumbuh kembang bakteri baik melalui peningkatan jumlah maupun penambahan jumlah sel sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yakni seperti ph, suhu temperatur, kandungan garam, sumber nutrisi, zat kimia dan zat sisa metabolisme.

Ilmu yang mempelajari bakteri disebut bakteriologi.

2. 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

3. Bentuk sel bakteri

Pada umumnya bakteri dibagi menjadi tiga golongan besar (berdasarkan bentuknya) yaitu:

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.

4. 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

5. 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

- 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, member 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 anvelope.

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.


- 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).

- Bagian eksternal

A. 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:

-Atrik, tidak mempunyai flagel.
-Monotrik, mempunyai satu flagel pada salah satu ujungnya.
-Lofotrik, mempunyai sejumlah flagel pada salah satu ujungnya.
-Amfitrik, mempunyai satu flagel pada kedua ujungnya.
-Peritrik, mempunyai flagel pada seluruh permukaan tubuhnya.

B. 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.

C. 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 inang-patogen.

6. 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 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.

7. Klasifikasi Bakteri

Klasifikasi adalah meletakkan organisme kedalam kelompok taksonomik berdasarkan persamaan karakter yang dimiliki. Klasifikasi Bakteri Patogen Tanaman mengikuti Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology, Ninth Edition (1994) :

KINGDOM PROKARIOT
BAKTERI – Memiliki membran dan dinding sel

Devisi I : GRACCILICUTES – Bakteri Gram negatif
Klas : PROTEOBACTERIA – Umumnya bersel tunggal
Famili : Enterobacteriaceae
Genus : Erwinia

Famili : Pseudomonadaceae
Genus : Acidovorax, Pseudomonas, Rhizobacter, Xanthomonas, Xylophilus

Famili : Rhizobiaceae
Genus : Agrobacterium, Rhizobium

Famili : -
Genus : Xylella

Devisi II : FIRMICUTES – Bakteri Gram Positif
Klas : FIRMIBACTERIA – Umumnya bersel tunggal
Genus : Bacillus, Clostridium

Klas : THALLOBACTERIA – bakteri bercabang
Genus : Arthrobacter, Clavibacter, Curtobacterium,
Rhodococcus, Streptomyces

Devisi III: TENERICUTES
Klas : Mollicutes
Famili : Spiroplasmataceae
Genus : Spiroplasma

Famili : -
Genus : belum ditetapkan, dikenal sebagai phytoplasma (dulu disebut micoplasmalike organisms (MLO)

Devisi IV: MENDISICUTE
Klas : Archaeobacteria

8. Jenis-jenis Bakteri

Jenis-jenis bakteri dibedakan berdasarkan cara memperoleh makanan dan cara memperoleh oksigen. Berdasarkan cara memperoleh makanan, jenis-jenis bakteri yang dimaksud adalah:

• Bakteri Heterotrof: bakteri heterotrof adalah bakteri yang makanannya berupa senyawa organik dari organisme lain. Bakteri heterotrof terbagi menjadi bakteri saprofit dan bakteri parasit.
• Bakteri Autotrof: bakteri autotrof adalah bakteri yang mampu membuat makanannya sendiri. Bakteri autotrof dibedakan dalam dua kelompok berdasarkan asal energi untuk mensintesis makanannya, yaitu bakteri fotoautotrof dan bakteri kemoautotrof.

Berdasarkan cara memperoleh oksigen, jenis-jenis bakteri dibagi menjadi:

• Bakteri Aerob: Bakteri aerob adalah bakteri yang membutuhkan oksigen bebas untuk memperoleh energinya. Contoh bakteri aerob adalah Nitrosomonas, Nitrosococcus, dan Nitrobacter.
• Bakteri Anaerob: bakteri anaerob adalah bakteri yang tidak membutuhkan oksigen bebas untuk memperoleh energinya. Energi diperoleh dari proses perombakan senyawa organik tanpa menggunakan oksigen yang disebut fermentasi. Bakteri anaerob dibedakan menjadi anaerob obligat dan anaerob fakultatif.

Berdasar Lapisan Peptidoglikan Dinding Sel

1. Bakteri Gram Positif Warna ungu, lapisan peptidoglikan dinding sel tebal
2. Bakteri Gram Negatif Warna merah muda, lapisan peptidoglikan dinding sel tipis

9. 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)