Bakteri (Eubacteria)

A.  Definisi Bakteri

Bakteri adalah organisme prokariotik yang tidak memiliki membran nukleus. Organisme ini termasuk dalam domain prokariotik dan ukurannya sangat kecil yaitu 0,5 – 5 µm. bakteri memiliki materi genetik berupa DNA, tetapi tidak terlokasi khusus pada nukleus. Bentuk DNA bakteri berbentuk panjang sirkuler biasa disebut nukleoid. Bakteri juga memiliki DNA ekstrakromosomal yang tergabung menjadi plasmid yang berbentuk kecil sirkuler. Bakteri pada umumnya memiliki dinding sel tetapi dengan bahan pembentuk yang berbeda yaitu peptidoglikan.

B.     Sejarah Perkembangan Bakteri

Bakteri merupakan organisme mikroskopik. Hal ini menyebabkan organisme ini sangat sulit untuk dideteksi, terutama sebelum ditemukannya mikroskop. Barulah setelah abad ke-19 ilmu tentang mikroorganisme, terutama bakteri (bakteriologi), mulai berkembang. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, berbagai hal tentang bakteri telah berhasil ditelusuri. Akan tetapi, perkembangan tersebut tidak terlepas dari peranan berbagai tokoh penting seperti Robert Hooke, Antoni van Leeuwenhoek, Ferdinand Cohn, dan Robert Koch. Istilah bacterium diperkenalkan di kemudian hari oleh Ehrenberg pada tahun 1828, diambil dari kata Yunani βακτηριον (bakterion) yang memiliki arti "batang-batang kecil". Pengetahuan tentang bakteri berkembang setelah serangkaian percobaan yang dilakukan oleh Louis Pasteur, yang melahirkan cabang ilmu mikrobiologi. Bakteriologi adalah cabang mikrobiologi yang mempelajari biologi bakteri.

Robert Hooke (1635-1703), seorang ahli matematika dan sejarahwan berkebangsaan Inggris, menulis sebuah buku yang berjudul Micrographia pada tahun 1665 yang berisi hasil pengamatan yang dilakukan dengan menggunakan mikroskop sederhana. Akan tetapi, Robert Hooke masih belum dapat menumukan struktur bakteri.  Dalam bukunya tersebut, tergambar hasil penemuannya mengenai tubuh buah kapang. Walau demikian, buku inilah yang menjadi sumber deskripsi awal dari mikroorganisme.

Antoni van Leeuwenhoek (1632—1723) hidup di era yang sama dengan Robert Hooke di mana pengamatan dengan mikroskop masih sangat sederhana. Terinspirasi dari kerja Robert Hooke, ia membuat mikroskop rancangannya sendiri dengan sangat baik untuk mengamati makhluk mikroskopik ini pada berbagai media alami pada tahun 1684. Antoni van Leeuwenhoek berhasil menemukan bakteri untuk pertama kalinya di dunia pada tahun 1676. Hasil temuannya dikirimkan ke Royal Society of London yang kemudian dipublikasikan pada tahun 1684. Penemuan ini segera mendapat banyak konfirmasi dari ilmuwan lainnya. Sejak saat itulah, tidak hanya ilmu tentang bakteri tetapi juga mikroorganisme pada umumnya pun mulai berkembang.

Ferdinand Cohn (1828-1898) merupakan seorang botanis berkebangsaan Breslau (sekarang Polandia). Hasil penemuannya banyak berkisar tentang bakteri yang resisten terhadap panas. Ketertarikannya pada kelompok bakteri ini mengarahkannya pada penemuan kelompok bakteri penghasil endospora yang resisten terhadap suhu tinggi. Ferdinand Cohn juga berhasil menjelaskan siklus hidup bakteri Bacillus yang sekaligus menjelaskan mengapa bakteri ini bersifat tahan panas. Selanjutnya, ia juga membuat dasar klasifikasi bakteri sederhana dan mengembangkan beberapa metode untuk mencegah kontaminasi pada kultur bakteri, seperti penggunaan kapas sebagai penutup pada labu takar, erlenmeyer, dan tabung reaksi. Metode ini kemudian digunakan oleh ilmuwan lain, Robert Koch.

Robert Koch (1843-1910), seorang ahli fisika berkebangsaan Jerman, banyak melakukan penelitian mengenai penyakit yang disebabkan oleh infeksi bakteri. Ilmuwan pada awalnya mempelajari penyakit antraks yang banyak menyerang hewan ternak.  Penyakit ini disebabkan oleh Bacillus anthracis, salah satu bakteri penghasil endospora. Robert Koch juga merupakan orang pertama yang berhasil mendapatkan isolat murni Mycobacterium tuberculosis, bakteri penyebab penyakit tuberkulosis.  Berdasarkan dua penelitian mengenai penyakit ini, Robert Koch berhasil membuat Postulat Koch, sebuah teori mengenai mikroorganisme spesifik untuk penyakit yang spesfik. Beliau juga berhasil menemukan metode untuk mendapatkan isolat murni dari bakteri. Penemuan lainnya adalah penggunaan media kultur padat untuk menumbuhkan bakteri di luat habitat aslinya. Pada awalnya ia menggunakan potongan kentang dan kemudian dikembangkan dengan menggunakan nutrien gelatin. Penggunaan nutrien gelatin masih memiliki banyak kekurangan yang pada akhirnya penggunaanya digantikan dengan agar (sejenis polisakarida) yang digagas oleh istri Walter Hesse yang juga bekerja bersama Robert Koch.

C.     Struktur Bakteri

1)     Kapsul

Lapisan lendir yang menyelubungi dinding sel secara keseluruhan. Pada bakteri patogen menambah kemampuan bakteri untuk menginfeksi.

2)     Dinding Sel

Tebalnya kira-kira 10-35 nm. Terdiri dari senyawa organic yang kompleks seperti selulosa, hemiselulosa dan kitin. Berfungsi untuk member bentuk sel, perlindungan dan berperan dalam memproduksi sel.

3)     Membran Sitoplasma

Selaput pembungkus sitoplasma yang terdapat dibawah dinding sel tebalnya kira-kira 7,5 nm dan tersusun dari senyawa protein dan lemak, berfungsi untuk mengatur transportasi zat.

4)     Sitoplasma

Cairan yang berisi zat yang diperlukan untuk kehidupan sel dan dikandung di dalam membran sitoplasma.

5)     Inti Sel

Inti sel bakteri tidak diselaputi oleh membran dan mengandung kromosom.

6)     Ribosom

Banyak mengandung ARN dan berfungsi dalam sintesis protein.

7)     Flagella

Alat gerak pada bakteri.

8)     Pili

Tambahan pada bakteri untuk melakukan pertukaran material genetik pada proses konjugasi.

D.    Morfologi Bakteri

a.      Kokus adalah bakteri yang berbentuk bulat memiliki variasi sebagai berikut

ü  Monokokus jika kecil dan tunggal.

ü  Diplokokus jika bergandeng dua.

ü  Streptokokus jika bergandengan membentuk rantai.

ü  Staphylokokus jika bergerombol seperti buah anggur.

ü  Sarcina jika bergerombol membentuk kubus.

b.      Basil (Bacillus) adalah bakteri yang berbentuk batang

ü  Diplobasil jika bergandeng dua-dua.

ü  Streptobasilus jika bergandengan membentuk rantai.

c.      Spiral apabila bakteri berbentuk lengkung

ü  Vibrio jika bakteri berbentuk seperti koma.

ü  Spiral jika lengkung lebih dari setengah lingkaran.

ü  Spiroseta jika lengkung memiliki bentuk yang fleksibel.

E.     Alat gerak pada bakteri

Alat gerak pada bakteri biasanya adalah flagela, dapat diklasifikasikan berdasarkan jumlah dan letak flagella, ukuran flagela bakteri sangat kecil tebalnya hanya 0,02-0,1 µm :

·        Atrik yaitu bakteri yang tidak memiliki alat gerak / flagela.

·        Monotrik yaitu bakteri yang memiliki satu flagela pada salah satu ujungnya.

·        Lofotrik yaitu bakteri yang memiliki beberapa flagela pada salah satu ujungnya.

·        Amfitrik yaitu bakteri yang memiliki dua atau lebih flagela pada kedua ujungnya.

·        Peritrik yaitu bakteri yang memiliki flagela pada seluruh permukaan tubuhnya.

F.      Berdasarkan Cara Hidup

1.      Bakteri Heterotrof, yaitu bakteri yang hidupnya bergantung kepada organisme lain dalam hal pemenuhan zat organik. Bakteri ini dapat dibedakan menjadi dua :

·        Bakteri saprofit, yaitu bakteri yang hidup dari zat-zat organik yang berasal dari sisa makhluk hidup atau sampah.

·        Bakteri parasit, yaitu bakteri yang hidupnya di dalam tubuh makhluk hidup atau bahan dari tubuh inangnya. Diantara bakteri yang parasit ada yang dapat hidup sebagai saprofit, bakteri itu disebut parasit fakultatif. Bakteri parasit hanya dapat hidup mutlak sebagai parasit dinamakan parasit obligat. Contoh : Famili Spirochaefaceae (Parasit dalam usus moluska bercabang dua) dan Famili Treponemataceae (Parasit pada vertebrata)

·        Bakteri patogen

Bakteri parasit yang menimbulkan penyakit pada hospes atau inang yang dihinggapi. Contohnya :

Parasit pada manusia :

a)     Salmonella thyposa, menyebabkan penyakit tifus.

b)     Vibrio comma, menyebabkan penyakit kolera.

     Parasit pada tumbuhan

a)     Pseudomonas cattleyae, penyebab penyakit pada anggrek.

b)     P. solanacearum, penyebab penyakit pada pisang

     Parasit pada hewan

a)     Bacillus anthracis, penyebab penyakit antraks pada ternak.

b)     Mycobacterium bovis, penyebab penyakit mulut dan kuku pada sapi.

·        Bakteri apatogen

Bakteri yang tidak menimbulkan penyakit pada inangnya, contoh : Escherichia coli dan Streptomyces griseus.

2.      Bakteri autotrof, yaitu bakteri yang mampu membuat makanan sendiri dengan sumber karbon (C) yang berasal dari senyawa anorganik. Bakteri dapat dibedakan menjadi 2, yaitu :

ü  Bakteri fotoautotrof, jika energi untuk sintesis makanan berasal dari cahaya. Misalnya bakteri ungu dan bakteri hijau.

ü  Bakteri kemoautotrof, jika energi untuk sintesis makanan berasal dari reaksi kimia. Missal bakteri nitrit (Nitrosococcus dan Nitrosomonas), bakteri nitrat (Nitrobacter) dan bakteri belerang.

G.    Reproduksi bakteri

1.      Transformasi

Pemindahan sedikit materi genetik (DNA) atau hanya satu gen dari satu bakteri ke bakteri lain dengan proses fisiologi yang kompleks. Proses ini ditemukan oleh Frederick Griffith pada tahun 1982.

2.      Konjugasi

Pemindahan secara langsung materi genetik (DNA) diantara dua sel bakteri melalui jembatan sitoplasma. Untuk membantu pemindahan materi genetik sejumlah bakteri dilengkapi oleh pili seks.

3.      Transduksi

Pemindahan materi genetik dengan perantara bakteriofage. Cara ini ditemukan oleh Norton Zinder dan Joshua Lederberg tahun 1952.

H.    Bakteri Berdasarkan Karakteristik Dinding Sel

Hans Christian Gram membedakan bakteri berdasarkan karakterisasi dinding sel berdasarkan pewarnaan gram. Jika bakteri mampu mempertahankan warna, maka disebut bakteri gram positif. Jika bakteri tidak mampu mempertahankan warna maka disebut bakteri gram negatif. Contoh dari bakteri gram negatif adalah bakteri ungu, enterobakteria, vibrio, rhizobium, aztobakter. Contoh dari bakteri gram positif aktinobakter, mikobakteria, streptokokus, klostridium, stafilokokus.

I.        Respirasi Bakteri

Untuk mendapatkan energi diperlukan respirasi. Berdasarkan kebutuhan oksigen, bakteri dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

·     Bakteri aerob, yaitu bakteri yang memerlukan oksigen bebas dalam hidupnya. Misal : Nitrosococcus dan Nitrosomonas.

·     Bakteri anaerob, yaitu bakteri yang tidak membutuhkan oksigen bebas. Misal : Micrococcus denitrificans menguraikan nitrat menjadi amoniak.

J.         Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri

v Suhu atau temperature

v Kelembapan

v Cahaya

v Sumber makanan

K.    Peranan Bakteri Bagi Kehidupan

Terdapat dua peranan bakteri, yaitu ada bakteri yang menguntungkan dan ada bakteri yang merugikan. Bakteri yang menguntungkan yaitu : bakteri pengurai, bakteri nitrifikasi, bakteri nitrogen (mengikat nitrogen bebas di udara contoh : Azotobacter chroococum, Clostridium pasteurianum), bakteri usus (contoh : Eschericia coli), bakteri fermentasi (contoh : Acetobacter xylinum mengubah air kelapa menjadi nata de coco, Lactobacillus bulgaricus mengubah susu menjadi yoghurt), bakteri penghasil antibiotik (contoh : Bacillus brevis menghasilkan terotrisin, Streptomyces griceus menghasilkan stereptomisin, Bacillus polymyxa menghasilkan polimiksin.

Sedangkan bakteri yang merugikan adalah bakteri perusak makanan (contoh : Clostridium botulinum menghasilkan racun botulinin biasa terdapat pada makanan kaleng, Pseudomonas cocovenenans menghasilkan asam bongkrek terdapat pada tempe bongkrek, Leuconostoc mesenteroides penyebab pelendiran pada makanan), bakteri denitrifikasi (contoh : Micrococcus denitrificans dan Pseudomonas denitrificans), bakteri pathogen (contoh : Neiseria meningitis penyebab radang selaput otak pada manusia,  Actinomyces bovis penyebab bengkak rahang pada sapi, Erwinia amylovora penyebab penyakit bonyok pada buah-buahan).

Alga Hijau Biru (Cyanobacteria)

            Cyanobacteria termasuk dalam ke dalam kelompok Eubacteria (bakteri). Habitat organisme ini melimpah di perairan dengan pH netral atau perairan yang bersifat sedikit basa, jarang sekali dijumpai di perairan pada pH kurang dari 4-5. Selain itu Cyanobacteria bersimbiosis dengan organisme lain misalnya : Gleocapsa dan Nostoc yang bersimbiosis dengan alga membentuk lumut kerak. Cyanobacteria mengandung klorofil a, Cyanobacteria juga mengandung fikosianin dan terkadang fikoeritrin. Adanya fikosianin menyebabkan Cyanobacteria memiliki warna yang khas yaitu hijau kebiru-biruan. Alga hijau-biru ini berperan sebagai tanaman perintis.

            Ganggang hijau-biru ini memiliki beberapa ciri-ciri sebagai berikut :

·        Sel yang prokariotik

·        Perintis bagi vegetasi lain

·        Dapat tumbuh pada periran dengan suhu tinggi

·        Sifat hidupnya berupa endofit (hidup pada tubuh makhluk hidup) dan epifit (hidup pada permukaan tubuh makhluk lain)

·        Memiliki klorofil

·        Berkembangbiak dengan membelah diri atau fragmentasi

·        Memiliki lapisan lendir (gelatin)

·        Mikroskopis

·        Dinding sel terletak diantara plasmolema dan selubung lender

·        Dapat bergerak dengan gerakan meluncur

·        Tidak berflagel

Klasifikasi Cyanobacteria

a.      Alga biru bersel satu

Contoh : Chroococcus (hidup di air kolam yang tenang berkembangbiak dengan membelah diri), Gleocapsa (mirip Chroococcus tetapi selnya diselaputi oleh selaput oleh lender, hidup pada batu atau sebagai epifit pada tumbuhan lain).

b.      Alga biru bersel satu berkoloni

Contoh : Polycitis (berbentuk seperti bola hidup pada kolam yang airnya jernih dan tenang), Spirulina (mampu menghasil zat organik bergizi tinggi).

c.      Alga biru berbentuk benang

Contoh : Oscillatoria (terdiri atas selapis sel pipih, hidup pada air yang tenang), Nostoc commune (sel penyusun tubuhnya berbentuk bola tersusun seperti rantai pada sel tertentu dindingnya menebal dan berubah menjadi heterokist).

Reproduksi Alga Biru

a.      Membelah diri, hanya ditemukan pada alga biru bersel tunggal.

b.      Fragmentasi, ditemukan pada alga bersel satu yang hidup berkoloni serta alga biru berbentuk benang. Alga biru yang berbentuk benang akan terputus-putus menjadi beberapa bagian benang yang berukuran pendek. Tiap bagian akan tumbuh menjadi menjadi individu baru. Perkembangbiakan ini disebut hormogonium.

c.      Heterokist, adalah sel tertentu dari tubuh alga yang berbentuk benang dengan dinding sel tebal danbentuknya berbeda dari sel-sel di sekitarnya. Pada alga biru berbentuk benang sering ditemukan sel yang berukuran lebih besar dari sel sekitarnya, dindingnya tebal, dan kaya zat makanan cadangan yang disebut akinet. Jika terlepas dari induknya sel tersebut dapat tumbuh menjadi individu baru. Heterokist maupun akinaet dapat bertahan pada kondisi yang kurang menguntungkan.

Peranan Cyanophyta

Peranannya ada yang merugikan dan menguntungkan

1.      Merugikan

·        Ganggang hijau-biru yang hidup di air ada yang mengeluarkan racun.

·        Melapukkan tembok dan batu.

2.      Menguntungkan

·        Ganggang hijau biru bersel satu merupakan organisme perintis.

·        Sejumlah ganggang hijau biru berfilamen dapat mengikat nitrogen bebas dari udara.

Cara Penanggulangan Bakteri yang Merugikan

1.      Pengawetan Makanan

Cara yang biasa dilakukan adalah penggaraman, bakteri tidak dapat tumbuh pada lingkungan dengan kadar garam yang tinggi.

2.      Pengolahan Makanan

Pengolahan makanan dapat dilakukan dengan pemanasan salah satunya adalah pateurisasi. Selain itu, dilakukan juga sterilisasi yang menggunakan udara panas atau uap air panas yang bertekanan tinggi.

3.      Menjaga kebersihan dan kesehatan diri serta lingkungan.