Ruang Lingkup Bakteri

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 golonganmikroba (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 animalkulusyang 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 bersifatheterotrof, 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.

Adapun contoh bakteri yang berbentuk batang adalah:
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, dankapsul. 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, yaitumonotorik, (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.

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).