Ruang Lingkup Bakteri-
Perhatikan Gambar 4.1 berikut! Kita harus bersyukur kepada Tuhan manusia
diberi pengetahuan mengenai antraks, meski pengetahuan ini masih
terbatas. Pengetahuan tentang antraks tidak terlepas dari jasa peneliti
di masa lalu yaitu berkat kerja keras seorang bakteriologi dari Jerman
bernama Robert Koch (1843 – 1910).
Gambar 4.1 Bakteri antraks
Bakteri
merupakan kelompok makhluk hidup yang berukuran sangat kecil, yaitu
bersel tunggal sehingga untuk melihatnya harus menggunakan bantuan
mikroskop. Bakteri termasuk golongan mikroba (jasad renik).
Penyebaran kehidupan bakteri di alam sangat luas yang dapat ditemukan di
dalam tanah, air, udara, bahkan dapat dijumpai pada organisme, baik
yang masih hidup maupun yang telah mati. Antonie Van Leuwenhook (1632 –1723) adalah seorang berkebangsaan Belanda, yang pertama kali berhasil melihat makhluk-makhluk kecil yang dinamakan animalkulus yang saat ini dikenal sebagai bakteri. Istilah bakteri berasal dari kata bakterion yang artinya batang kecil. Karena jasa beliau, maka sekarang ini kita dapat mempelajari lebih mendalam tentang bakteri.
Bentuk dan Ukuran Bakteri
Perhatikan bentuk-bentuk bakteri pada Gambar 4.3 berikut!
Gambar 4.3 Berbagai ragam bentuk bakteri a. basilus b. coccus c. spiral
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 bakteri yang 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.
b. streptokokus, selnya berbaris berantai;
c. stapilokokus, berkelompok seperti anggur;
d. sarcina, berbentuk bulat seperti kubus berkelompok delapan.
Adapun contoh bakteri yang berbentuk batang adalah:
a. diplobasil, berbentuk batang bergandengan dua-dua,
b. streptobasil, membentuk rantai memanjang.
a. diplobasil, berbentuk batang bergandengan dua-dua,
b. streptobasil, membentuk rantai memanjang.
Bentuk
bakteri sering digunakan sebagai salah satu dasar untuk identifikasi
bakteri. Karena ukuran bakteri sangat kecil, yaitu hanya beberapa mikron
(μ) yang setara dengan 0,001 mm dari yang terkecil kira-kira 1/10 μ –
100 μ maka untuk melihatnya harus menggunakan alat bantu mikroskop.
Struktur Sel Bakteri. Setelah
mengetahui bentuk-bentuk bakteri, apakah Anda sudah mengetahui pula
bentuk sel sebenarnya dari bakteri? Untuk mengetahuinya diperlukan
mikroskop elektron, perhatikan Gambar 4.4 berikut! Dengan melihat Gambar
4.4 tersebut, dapat diamati bahwa stuktur sel bakteri masih sangat
sederhana yang tersusun atas dinding sel dan isi sel. Permukaan paling
luar dilindungi oleh kapsul berupa lapisan lendir yang juga berfungsi
sebagai cadangan makanan. Akan tetapi untuk bakteri penyebab penyakit,
kapsul ini berfungsi untuk menginfeksi inangnya (daya virulensi).
Adapun pada lapisan di dalamnya terdapat dinding sel yang sangat kaku
sehingga bisa memberikan bentuk dari bakteri itu sendiri, juga berfungsi
untuk melindungi isi sel. Dinding sel ini tidak mengandung selulosa,
tetapi tersusun dari hemiselulosa dan senyawa pektin yang mengandung
nitrogen dan lebih mendekati sel hewan dibandingkan sel tumbuhan.
Gambar 4.4 Struktur sel bakteri
Berdasarkan dinding selnya, bakteri dibedakan menjadi dua, yaitu bakteri gram positif (jika timbul warna apabila diwarnai dengan tinta) dan bakteri gram negatif (tidak menimbulkan warna apabila diwarnai dengan tinta).
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
filamen 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 flagela di kedua ujung sel bakteri), dan peritrik (memiliki flagela di seluruh permukaan sel bakteri). Perhatikan Gambar 4.5 dan bandingkan bentuknya!
Gambar 4.5 Macam-macam flagelum
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 untuk menginfeksi.
Perhatikan Gambar 4.6 dan pelajarilah!
Gambar 4.6 Bakteri berkapsul pada Klebsiella Pneumoniae
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.
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. Perhatikan bentuk plasmid dan endospora pada Gambar 4.7 dan 4.8
berikut!
Gambar 4.7 Plasmid dan endospora dalam sel bakteri
Gambar 4.8 Clostridium dan Bacillus yang sedang membentuk endospora
Perkembangbiakan Bakteri. Bakteri
juga digolongkan sebagai makhluk hidup. Coba ingatlah kembali ciri-ciri
makhluk hidup untuk melestarikan jenisnya! 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.
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, seperti tampak
pada Gambar 4.9. Pembelahan ini merupakan pembelahan secara langsung,
artinya tidak melalui beberapa tahap. Proses ini berlangsung sangat
cepat, setiap 20 menit membelah menjadi dua.
Gambar 4.9 Pembelahan biner pada bakteri
Coba
Anda bayangkan, dalam satu hari berapa jumlah bakteri yang dihasilkan?
Selanjutnya, dapat pula Anda bayangkan jumlah bakteri dalam seminggu,
sebulan, dan seterusnya. Tentu jumlah bakteri akan sangat banyak. Dengan
kemungkinan banyaknya jumlah bakteri bila terus terjadi
perkembangbiakan, maka perlu upaya untuk mengendalikan perkembangbiakan
bakteri tersebut. Apa yang terjadi di dunia ini bila tidak ada yang
mengendalikan perkembangbiakan bakteri tersebut? Faktor-fator apa saja
yang dapat mengendalikannya?
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 genetik bisa berpindah
dari satu sel ke sel lain beserta sitoplasmanya, seperti terlihat pada
Gambar 4.10.
Gambar 4.10 Konjugasi pada Escherichia coli
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).
1) transformasi (pemindahan satu gen/DNA bakteri ke sel bakteri lain);
2) konjugasi;
3) terinduksi (proses pemindahan materi genetik melalui perantaraan/infeksi virus).