Bakteri (Reproduksi, Bentuk Dan Ciri-Ciri)

Reproduksi Bakteri

Bakteri ditemukan oleh Anthony van Leeuwenhoek pada tahun 1674. Bakteri bereproduksi secara vegetatif aseksual melalui pembelahan biner (proses duplikasi DNA menjadi dua bagian dengan masing-masing organisme menerima satu salinan DNA).

Pada lingkungan yang baik bakteri dapat membelah diri tiap 20 menit. Pembuahan seksual tidak dijumpai pada bakteri, tetapi terjadi pemindahan materi genetik dari satu bakteri ke bakteri lain tanpa menghasilkan zigot. Peristiwa ini disebut proses paraseksual.

Ada tiga proses paraseksual, antara lain :

a. Transformasi adalah pemindahan sebagian materi genetik atau DNA atau hanya satu gen ke bakteri lain dengan proses fisiologi yang kompleks. Proses ini pertama kali dikemukakan oleh Frederick Griffith tahun 1982.

Bakteri yang melakukan transformasi, antara lain Streptococcus pneumoniae, Haemophillus, Bacillus, Neisseria dan Pseudomonas.

b. Konjugasi adalah pemindahan materi genetik secara langsung di antara dua sel bakteri melalui jembatan sitoplasma. Bakteri yang memberikan DNA-nya disebut bakteri donor. Bakteri donor memiliki tonjolan yang disebut pili seks. Bagian ini berguna untuk menempel pada bakteri resipien yang menerima DNA.

Kemudian jembatan sitoplasma sementara akan terbentuk di antara dua sel bakteri. Lewat jembatan inilah DNA bakteri donor akan mengalir ke bakteri resipien.

c. Transduksi adalah pemindahan materi genetik dengan perantara virus. Cara ini dikemukakan oleh Norton Zinder dan Jashua Lederberg pada tahun 1952.

Bentuk Dan Ukuran Bakteri

Dengan menggunakan mikroskop yang dilengkapi lensa okuler mikrometer dan objektif mikrometer, ukuran bakteri dapat diketahui. Ukuran bakteri dinyatakan dalam satuan mikron (1 mikron = 0,001 mm). Panjang bakteri umumnya berkisar 0,5 – 3 mikron, sedangkan diameternya berkisar 0,1 – 0,2 mikron. Bakteri bersifat kosmopolit atau dapat hidup di berbagai lingkungan, seperti dalam tubuh organisme, di tanah, air tawar dan air laut.

Bentuk bakteri sangat bervariasi. Variasi bentuk bakteri atau koloni bakteri dipengaruhi oleh arah pembelahan, umur dan syarat pertumbuhan tertentu, misalnya makanan, suhu, inhibitor (zat penghambat reaksi) dan keadaan yang tidak menguntungkan bagi bakteri.

Secara umum terdapat tiga tipe bentuk bakteri, yaitu :

a. Bentuk Silindris (Batang)

Bakteri berbentuk batang dibedakan atas bentuk-bentuk sebagai berikut :

- Monobasil, berupa batang tunggal yang hidup soliter (sendiri-sendiri).

Contoh : Escherichia coli dan Salmonella typhi.

- Diplobasil, berupa batang bergandengan dua.

Contoh : Renibacterium salmoninarum.

- Streptobasil, berupa batang dengan koloni lebih dari dua, sehingga menyerupai rantai.

Contoh : Streptobacillus moniliformis, Azotobacter xylinum dan Bacillus anthracis.

b. Bentuk Kokus (Bulat)

Bakteri berbentuk bulat dibagi menjadi bentuk-bentuk sebagai berikut :

- Monokokus, berbentuk bulat, satu-satu.

Contoh : Monococcus gonorhoe.

- Diplokokus, berbentuk bulat bergandengan dua.

Contoh : Diplococcus pneumoniae.

- Streptokokus, berbentuk bulat bergandengan seperti rantai, sebagai hasil pembelahan sel ke satu atau dua arah dalam satu garis.

Contoh : Streptococcus salivarius, Streptococcus lactis dan Streptococcus pneumoniae.

- Tetrakokus, berbentuk bulat terdiri dari empat sel yang tersusun dalam bentuk bujur sangkar sebagai hasil pembelahan sel kedua arah.

Contoh : Pediococcus cerevisiae.

- Sarkina, berbentuk bulat terdiri dari delapan sel yang tersusun dalam bentuk kubus sebagai hasil pembelahan sel ketiga arah.

Contoh : Sarcina sp.

- Stafilokokus, berbentuk bulat tersusun seperti kelompok buah anggur sebagai hasil pembelahan sel ke segala arah.

Contoh : Staphylococcus aureus.

c. Bentuk Spirilum (Spiral)

Bakteri berbentuk spiral dibagi menjadi bentuk-bentuk sebagai berikut :

- Koma (vibrio), berbentuk lengkung kurang dari setengah lingkaran.

Contoh : Vibrio cholerae, yaitu bakteri penyebab penyakit kolera.

Kolera merupakan penyakit pada saluran pencernaan yang  ditunjukkan dengan gejala, seperti diare, perut keram, mual, muntah dan dehidrasi.

- Spiral, berbentuk lengkung lebih dari setengah lingkaran.

Contoh : Spirillum minor, yaitu bakteri penyebab penyakit demam dengan perantara gigitan tikus atau hewan pengerat lainnya.

- Spiroseta, berbentuk spiral yang halus dan lentur.

Contoh : Treponema pallidum, yaitu bakteri penyebab penyakit sifilis (raja singa).

Sifilis merupakan infeksi yang menular melalui hubungan seksual dan jarum suntik. Sifilis dapat menyebabkan kematian bayi dalam kandungan. Penyakit ini tidak dapat ditularkan melalui penggunaan peralatan makan, toilet, pakaian ataupun benda lainnya yang sama dengan yang digunakan penderita sifilis.

Ciri-Ciri Bakteri

Bakteri terbagi menjadi dua berdasarkan cara mendapatkan oksigen, yaitu :

a. Bakteri aerob adalah bakteri yang memerlukan oksigen untuk hidupnya.

Contoh : bakteri nitrit (Nitrosomonas dan Nitrococcus), bakteri nitrat (Nitrobacter), Acetobacter, Hydrogemonas, Nocardiaasteroides,  Thiobacillus thiooxidans dan lain-lain.

b. Bakteri anaerob adalah bakteri yang tidak memerlukan oksigen dalam hidupnya.

Contoh : Clostridium tetani, Clostridium desulfuricans, Aerobacter aerogenes, Escherichia coli, Alcaligenesis, Lactobacillus, Streptococcus dan lain-lain.

Pada tahun 1884, Hans Christian Gram, seorang dokter berkebangsaan Denmark melakukan percobaan untuk pengelompokkan bakteri berdasarkan ketebalan lapisan peptidoglikan pada dinding sel dan sistem pewarnaan. Gram mewarnai bakteri dengan zat warna violet ditambahkan yodium untuk pewarnaan pertama.

Setelah dibilas, bakteri diberi warna merah ditambahkan alkohol. Peptidoglikan terdiri dari polimer besar yang terbuat dari N-asetilglukosamin dan asam N-asetilmuramat yang saling berikatan silang secara kovalen.

Bakteri terbagi menjadi dua berdasarkan pewarnaan Gram, yaitu :

a. Bakteri Gram-positif

Bakteri Gram-positif adalah bakteri yang memiliki lapisan peptidoglikan yang tebal dan dinding selnya menyerap warna violet. Bentuk bakteri Gram-positif adalah bulat, batang atau filamen. Bakteri jenis ini bereproduksi melalui pembelahan biner.

Contoh : Lactobacillus, Arachnia, Clostridium, Peptostreptococcus, Actinomyces, Propionibacterium, Eubacterium, Bifidobacterium, Staphylococcus albus, Staphylococcus aureus, Bacillus anthracis  dan lain-lain.

b. Bakteri Gram-negatif

Bakteri Gram-negatif adalah bakteri yang memiliki lapisan peptidoglikan yang tipis dan dinding selnya menyerap warna merah. Bakteri Gram-negatif bersifat patogen (menyebabkan penyakit) karena membran luar pada dinding selnya dapat menghalangi masuknya obat antibiotik.

Senyawa lipopolisakarida (molekul besar yang terbentuk dari polisakarida (karbohidrat) dan lipid (lemak)) yang terdapat pada membran luar bersifat tosik bagi inangnya.

Contoh : Azotobacter, Rhizobium leguminosarum, Helicobacter pylori, Salmonella typhosa, Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus, Vibrio cholera dan lain-lain.

Bakteri Gram-positif dan bakteri Gram-negatif termasuk subkingdom Eubakteria.

Bakteri terbagi menjadi dua subkingdom, yaitu Archaebacteria dan Eubacteria. Kedua subkingdom ini dibedakan berdasarkan beberapa hal, yaitu :

-  Komposisi kimia penyusun dinding sel.

- Lemak pada membran selnya.

- Komposisi RNAnya.

- Komposisi ribosomnya.

a. Archaebacteria

Archaebacteria diartikan sebagai bakteri purba. Archaebacteria biasanya hidup pada habitat yang ekstrim, seperti sumber air panas dan telaga garam. Archaebacteria pertama kali ditemukan pada tahun 1977. Meskipun diklasifikasikan sebagai bakteri, Archaebacteria sangat berbeda dari bakteri dan organisme eukariotik.

Ciri-ciri Archaebacteria, antara lain :

- Termasuk prokariotik karena tidak memiliki membran inti.

- Memiliki sel tunggal dan tidak berklorofil.

- Dinding sel tersusun atas karbohidrat pseudopeptidoglikan (pseudomurein). Pseudopeptidoglikan terdiri dari polimer besar yang terbuat dari N-asetilglukosamin dan asam N-asetiltalosaminuronic.

- Membran sel terdiri dari asam lemak bergabung ke gliserol dengan ikatan ester.

- Memiliki struktur RNA polimerase lebih kompleks.

- Sukar dibiakkan di laboratorium.

Archaebacteria diklasifikasikan ke dalam empat kelompok, yaitu :

1. Metanogenik

Bakteri metanogenik bersifat anaerob dan kemosintetik. Hidup di rawa dan tempat-tempat yang kekurangan oksigen. Di habitatnya, bakteri ini memperoleh makanan dengan membusukkan sisa-sisa tumbuhan yang mati dan menghasilkan metana (CH₄) untuk metabolisme tubuh dengan cara mereduksi karbondioksida.

Beberapa bakteri metanogenik juga ditemukan bersimbiosis dalam rumen herbivora sebagai pemfermentasi selulosa. Jenis metanogenik lainnya hidup di laut yang dalam dan mendapatkan makanan dari bahan organik yang tenggelam di dasar laut. Ada pula jenis metanogenik yang hidup pada sumber air panas dengan suhu sekitar 110^o C.

Bakteri metanogenik dapat bertahan hidup pada suhu yang tinggi karena struktur DNA, protein dan membran selnya telah beradaptasi. Bakteri metanogenik dapat tumbuh dengan baik pada suhu 98^o C dan mati pada suhu di bawah 84^o C. Contoh bakteri metanogenik adalah Methanobacterium sp.

Keterangan :

- Kemosintetik adalah proses saat organisme memperoleh energi untuk memproduksi makanan.

- Simbiosis adalah hubungan timbal balik antara dua makhluk hidup yang saling berdampingan.

- Rumen adalah salah satu bagian lambung ternak ruminansia (memamah biak), seperti sapi, kerbau, kambing dan domba.

- Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerob.

2. Halofilik

Bakteri ini hidup pada lingkungan yang berkadar garam lebih tinggi dari kadar garam air laut, seperti di danau air asin dan di Laut Mati. Beberapa bakteri halofilik dapat melakukan fotosintesis. Jenis klorofilnya disebut bakteriorhodopsin yang memberikan warna ungu. Contoh bakteri halofilik adalah Halobacterium sp.

3. Pereduksi sulfur

Bakteri pereduksi sulfur menggunakan hidrogen (H₂) sebagai donor elektron (chemolithotrophic) dan sulfur anorganik sebagai sumber energinya, reaksinya adalah sebagai berikut :

H₂ + S → H₂S

6H₂S + 3O₂ → 6S + 6H₂O

Dewasa ini telah diketahui bahwa anggota jenis bakteri ini dapat hidup pada suhu 85^o C. Contoh bakteri pereduksi sulfur adalah Sulfolobus sp.

4. Thermoasidofilik

Bakteri ini hidup dengan mengoksidasi sulfur. Bakteri thermoasidofilik terdapat di lingkungan yang panas dan asam, seperti lubang vulkanik, kawah vulkanik dan mata air bersulfur, seperti yang terdapat di Yellowstone Amerika. Suhu optimal untuk bakteri jenis ini adalah 60^o – 80^o C dengan pH 2-4. Contoh bakteri thermoasidofilik adalah Thermoplasma sp.

b. Eubacteria

Eubacteria merupakan bakteri sejati. Eubacteria terbagi menjadi tiga divisi, yaitu graciliates, firmicutes dan tenecutes.

Ciri-ciri Eubacteria, antara lain :

- Dinding sel tersusun atas mukopolisakarida (molekul gula untuk membangun organ dan jaringan tubuh) dan peptidoglikan (murein).

- Bakteri aktif bergerak pada kondisi lembab, sedangkan di tempat yang kekurangan air, jenis bakteri ini tidak akan aktif atau mati.

- Termasuk organisme prokariotik dan uniseluler.

- Tidak memiliki nukleus.

- DNA dalam kromosom tersusun secara melingkar dan tunggal.

- Sel bakteri dapat mensekresikan lendir ke permukaan dinding selnya. Lendir yang terakumulasi di permukaan terluar dinding sel akan membentuk kapsul yang berfungsi mempertahankan diri dari kondisi lingkungan yang buruk. Bakteri berkapsul lebih sering menimbulkan penyakit dibandingkan bakteri yang tidak berkapsul.

- Membran sitoplasma meliputi 8 – 10 % dari bobot kering sel dan tersusun atas fosfolipida dan protein. Fungsi utama membran sitoplasma adalah sebagai alat transpor elektron dan proton yang dibebaskan pada waktu oksidasi bahan makanan dan sebagai alat pengatur pengangkutan senyawa yang memasuki dan meninggalkan sel.

- Sitoplasma dikelilingi oleh membran sitoplasma dan tersusun dari 80 % air, asam nukleat, protein, karbohidrat, lemak dan ion anorganik, serta kromatofora (bagian yang mengandung banyak pigmen yang dapat membantu hewan untuk merubah warna kulit sesuai lingkungan sekitarnya).

Di dalam sitoplasma terdapat ribosom-ribosom kecil. Selain itu, terdapat RNA dan DNA. Terdapat pula DNA tertentu yang diselubungi protein, sehingga membentuk genofor sirkuler.

- Pada kondisi yang tidak menguntungkan bakteri dapat membentuk endospora yang berfungsi melindungi bakteri dari panas dan gangguan alam.

- Bakteri ada yang bergerak dengan flagela dan ada yang tanpa flagela. Bakteri tanpa flagela bergerak dengan cara berguling. Setiap sel bakteri memiliki jumlah flagela yang berbeda. Bakteri yang tidak mempunyai flagel disebut bakteri atrik.

Berdasarkan jumlah dan letak flagela, bakteri dibedakan menjadi empat, yaitu :

a. Bakteri monotrik, yaitu bakteri yang mempunyai satu flagela pada salah satu ujung selnya.

b. Bakteri amfitrik, yaitu bakteri yang pada kedua ujung selnya mempunyai satu flagela.

c. Bakteri lofotrik, yaitu bakteri yang pada salah satu ujung selnya memiliki seberkas flagela.

d. Bakteri peritrik, yaitu bakteri yang pada seluruh tubuhnya terdapat flagela.