ARCHAEBACTERIA DAN EUBACTERIA
Perbedaan Eukariotik dan Prokariotik lihat Gambar 1.1.
Lebih lengkap perbedaan antara sel perokariotik dan eukariotik, kita lihat pada tabel berikut:
Struktur
Prokariotik
Eukariotik
Membran nukleus
-
+
Membran plastida
-
+
Nukleus
-
+
Nukleolus
-
+
Plastida
-
+/-
Mitokondria
-
+
Badan golgi
-
+
Kromosom
+ (tunggal)
+ (ganda)
DNA
+ (telanjang)
+ (dengan protein)
RNA
+
+
Histon
-
+
Pigmen
+
+
Pembelahan
amitosis
Mitosis/meiosis
EUBACTERIA
Eubacteria atau bakteri merupakan organisme yang umumnya tidak berklorofil. Bakteri mempunyai diameter berukuran 0,5-1 milimikron dan panjang 0,1-10 milimikron. Bakteri mampu hidup diberbagai media sehingga disebut bersifat kosmopolitan. Bakteri berasal dari kata Bakterion (yunani = batang kecil).
Ciri-ciri Struktur Bakteri
Bakteri merupakan organisme yang paling banyak jumlahnya dan lebih tersebar luas dibandingkan mahluk hidup yang lain. Bakteri memiliki ratusan ribu spesies yang hidup di darat hingga lautan dan pada tempat-tempat yang ekstrim. Bakteri ada yang menguntungkan tetapi ada pula yang merugikan. Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannya dengan mahluk hidup yang lain. Bakteri adalah organisme uniselluler dan prokariot serta umumnya tidak memiliki klorofil dan berukuran renik (mikroskopis).
Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannnya dengan mahluk hidup lain yaitu organisme uniseluler, prokariot (tidak memiliki membran inti sel ), umumnya tidak memiliki klorofil, memiliki ukuran tubuh yang bervariasi, memiliki bentuk tubuh yang beraneka ragam, hidup bebas atau parasit, yang hidup di lingkungan ekstrim seperti pada mata air panas,kawah atau gambut dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan, yang hidupnya kosmopolit diberbagai lingkungan dinding selnya mengandung peptidoglikan.
Struktur tubuh yang selalu ada pada setiap bakteri, antara lain materi genetik, ribosom, plasma sel, dinding sel, membran sel, dan cadangan makanan. (contoh struktur baketi lihat Gambar 1.2 )
Struktur dasar bakteri :
Dinding sel tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein dan polisakarida (ketebalan peptidoglikan membagi bakteri menjadi bakteri gram positif bila peptidoglikannya tebal dan bakteri gram negatif bila peptidoglikannya tipis).
Membran plasma adalah membran yang menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan fosfolipid dan protein.
Ribosom adalah organel yang tersebar dalam sitoplasma, tersusun atas protein dan RNA.
Kapsul atau lapisan lendir adalah lapisan di luar dinding sel pada jenis bakteri tertentu, bila lapisannya tebal disebut kapsul dan bila lapisannya tipis disebut lapisan lendir. Kapsul dan lapisan lendir tersusun atas polisakarida dan air.
Flagelum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel.
Pilus dan fimbria adalah struktur berbentuk seperti rambut halus yang menonjol dari dinding sel, pilus mirip dengan flagelum tetapi lebih pendek, kaku dan berdiameter lebih kecil dan tersusun dari protein dan hanya terdapat pada bakteri gram negatif. Fimbria adalah struktur sejenis pilus tetapi lebih pendek daripada pilus.
Klorosom adalah struktur yang berada tepat dibawah membran plasma dan mengandung pigmen klorofil dan pigmen lainnya untuk proses fotosintesis. Klorosom hanya terdapat pada bakteri yang melakukan fotosintesis.
Macam Bentuk Bakteri
Bentuk dasar bakteri terdiri atas bentuk bulat (kokus), batang (basil),dan spiral (spirilia) serta terdapat bentuk antara kokus dan basil yang disebut kokobasil.
Berbagai macam bentuk bakteri :
Bakteri Kokus
Monokokus yaitu berupa sel bakteri kokus tunggal
Diplokokus yaitu dua sel bakteri kokus berdempetan
Tetrakokus yaitu empat sel bakteri kokus berdempetan berbentuk segi empat.
Sarkina yaitu delapan sel bakteri kokus berdempetan membentuk kubus
Streptokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan membentuk rantai.
Stapilokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan seperti buah anggur
Bakteri Basil
Monobasil yaitu berupa sel bakteri basil tunggal
Diplobasil yaitu berupa dua sel bakteri basil berdempetan
Streptobasil yaitu beberapa sel bakteri basil berdempetan membentuk rantai
Bakteri Spirilia
Spiral yaitu bentuk sel bergelombang
Spiroseta yaitu bentuk sel seperti sekrup
Vibrio yaitu bentuk sel seperti tanda baca koma
Alat Gerak Bakteri
Alat gerak pada bakteri berupa flagellum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel. Flagellum memungkinkan bakteri bergerak menuju kondisi lingkungan yang menguntungkan dan menghindar dari lingkungan yang merugikan bagi kehidupannya.
Flagellum memiliki jumlah yang berbeda-beda pada bakteri dan letak yang berbeda-beda pula yaitu:
Monotrik : bila hanya berjumlah satu
Lofotrik : bila banyak flagellum disatu sisi
Amfitrik : bila banyak flagellum dikedua ujung
Peritrik : bila tersebar diseluruh permukaan sel bakteri
Perkembangbiakan 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. Reproduksi bakteri secara seksual yaitu dengan pertukaran materi genetik dengan bakteri lainnya.
Pertukaran materi genetik disebut rekombinasi genetik atau rekombinasi DNA. Rekombinasi genetik dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu:
Transformasi adalah perpindahan materi genetik berupa DNA dari sel bakteri yang satu ke sel bakteri yang lain tanpa kontak langsung. Pada proses transformasi saat sel bakteri donor mengalami lisis/hancur akan menyebarkan materi genetik ke lingkungan sebagian dari materi genetik akan bergabung dengan materi genetik bakteri penerima. Diguga transformasi ini merupakan cara bakteri menularkan sifatnya ke bakteri lain. Misalnya pada bakteri Pneumococci yang menyebabkan Pneumonia dan pada bakteri patogen yang semula tidak kebal antibiotik dapat berubah menjadi kebal antibiotik karena transformasi.
Transduksi adalah pemindahan materi genetik bakteri ke bakteri lain dengan perantaraan virus. Selama transduksi, sel bakteri donor terinfeksi oleh virus bakteri / bakteriofage sehinggga bakteri mengalami siklis litik yang diakhiri dengan pecahnya sel bakteri/lisis dan mengeluarkan virus-virus baru hasil reproduksi virus dalam sel bakteri dan virus-virus baru ini juga membawa materi genetik dari bakteri. Virus-virus baru/bakteriofage yang nonvirulen (menimbulkan siklus lisogen) memindahkan materi genetik/DNA yang dibawanya dan bersatu dengan DNA bakteri inangnya. Materi genetik/DNA dari virus ini disebut profag.
Konjugasi adalah pemindahan materi genetik berupa plasmid secara langsung melalui kontak sel dengan membentuk struktur seperti jembatan diantara dua sel bakteri yang berdekatan. Umumnya terjadi pada bakteri gram negatif.
Kebutuhan Hidup Bakteri
Untuk memenuhi kebutuhan hidupnya, bakteri dapat mengambil makanan secara langsung dari alam. Namun, ada juga bakteri yang harus mengubah senyawa tertentu menjadi senyawa yang dibutuhkan. Penggolongan bakteri berdasarkan cara mendapatkan makanan :
Bakteri heterotrof
Yaitu bakteri yang tidak dapat membuat makanan sendiri. Bakteri heterotrof dibagi lagi menjadi 2 yaitu bakteri saprofit dan parasit. Bakteri saprofit adalah bakteri yang mendapatkan makanan dari sisa-sisa makhluk hidup seperti kotoran, sampah dan bangkai makhluk hidup. Sedangkan bakteri parasit memperoleh makanan dari mengambil makanan makhluk hidup inangnya.
Bakteri autotrof
Yaitu bakteri yang dapat menyusun zat makanan sendiri dari zat anorganik yang ada. Dari sumber energi yang digunakannya, bakteri autotrof dibedakan menjadi dua golongan, yaitu: bakteri fotoautotrof dan kemoautotrof.
Bakteri fotoautrotof yaitu bakteri yang memanfaatkan cahaya sebagai energi untuk mengubah zat anorganik menjadi zat organik melalui proses fotosintesis. Contoh bakteri ini adalah: bakteri hijau, bakteri ungu.
Bakteri kemoautrotof adalah bakteri yang menggunakan energi kimia yang diperolehnya pada saat terjadi perombakan zat kimia dari molekul yang kompleks menjadi molekul yang sederhana dengan melepaskan hidrogen. Contoh bakteri ini adalah: Nitrosomonas , Nitrosocoocus, Nitrobacter. Bakteri kemoautotrof menggunakan energi kimia dari oksidasi molekul organik untuk menyusun makanannya. Molekul organik yang dapat digunakan oleh bakteri kemoautotrof adalah senyawa nitrogen, belerang, dan besi, atau dari oksidasi gas hidrogen. Dalam prosesnya bakteri ini membutuhkan oksigen. Contohnya adalah bakteri besi, bakteri belerang, dan bakteri nitrogen. Selain ketersediaan nutrisi, bakteri juga memerlukan kondisi lingkungan yang memungkinkan untuk tumbuh optimum. Kondisi lingkungan sangat memengaruhi aktivitas dan pertumbuhan bakteri. Berikut ini dijelaskan beberapa faktor yang memengaruhi pertumbuhan bakteri.
Reaksi biokimiawi dalam proses metabolisme memerlukan energi yang dihasilkan melalui respirasi. Dalam respirasi, ada bakteri yang memerlukan oksigen dan ada pula yang tidak memerlukan oksigen. Berdasarkan kebutuhan terhadap oksigen, bakteri dibedakan menjadi dua kelompok.
Bakteri aerob
Bakteri aerob memerlukan oksigen bebas dalam proses respirasi. Bakteri ini hanya dapat tumbuh di tempat yang cukup tersedia oksigen. Oksigen diperlukan untuk memecah bahan organik (zat makanan) sehingga diperoleh energi. Bakteri jenis ini menyukai tempat hidup yang dapat berhubungan dengan udara bebas. Contohnya adalah Bacillus substilis, Pseudomonas aeruginosa, Mycobacterium tuberculosis, dan Thiobacillus ferooxidans.
Bakteri anaerob
Bakteri anaerob tidak memerlukan oksigen bebas untuk melangsungkan proses respirasi. Bakteri ini hanya dapat tumbuh di tempat yang tidak mengandung oksigen bebas. Untuk respirasinya, bakteri jenis ini mempunyai enzim tertentu yang spesifik guna memecah bahan organik (menghasilkan energi) dalam keadaan anarob. Contoh bakteri anaerob adalah Clostridium tetani, Methanobacterium, dan Bacteroides.
Klasifikasi Bakteri
Bakteri merupakan organisme bersel-tunggal yang bereproduksi dengan cara sederhana, yaitu dengan pembelahan biner. Sebagian besar hidup bebas dan mengandung informasi genetik dan memiliki sistem biosintetik dan penghasil –
energi yang penting untuk pertumbuhan dan reproduksinya.
Bakteri gram-positif
Bakteri gram-positif, dinding sel lebih sederhana, banyak mengandung peptidoglikan. Misalnya Micrococcus, Staphylococcus, Leuconostoc, Pediococcus dan Aerococcus.
Bakteri gram-negatif
Bakteri gram-negatif, dinding sel lebih kompleks, peptidoglikan lebih sedikit. Misalnya Escherichia, Citrobacter, Salmonella, Shigella, Enterobacter, Vibrio, Aeromonas, Photobacterium, Chromabacterium, Flavobacterium.
Peran Bakteri dalam Kehidupan Manusia
Dalam kehidupan manusia bakteri mempunyai peranan yang menguntungkan maupun yang merugikan.
Bakteri yang menguntungkan adalah sebagai berikut :
Pembusukan (penguraian sisa-sisa mahluk hidup contohnya Escherichia colie).
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.
Berperan dalam siklus nitrogen sebagai bakteri pengikat nitrogen yaitu Rhizobium leguminosarum yang hidup bersimbiosis dengan akar tanaman kacang-kacangan dan Azotobacter chlorococcum.
Penyubur tanah contohnya Nitrosococcus dan Nitrosomonas yang berperan dalam proses nitrifikasi menghasilkan ion nitrat yang dibutuhkan tanaman.
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.
Pembuatan zat kimia misalnya aseton dan butanol oleh Clostridium acetobutylicum.
Berperan dalam proses pembusukan sampah dan kotoran hewan sehinggga menghasilkan energi alternatif metana berupa biogas. Contohnya methanobacterium.
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 :
Pembusukan makanan contohnya Clostridium botulinum
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)
Penyebab penyakit pada hewan contohnya Bacilluc antrachis (penyebab penyakit antraks pada sapi)
Penyebab penyakit pada tanaman budidaya contohnya Pseudomonas solanacearum (penyebab penyakit pada tanaman tomat, lombok, terung dan tembakau) serta Agrobacterium tumafaciens (penyebab tumor pada tumbuhan)
Archaebacteria
Archaebacteria tidak dikenali sebagai bentuk kehidupan lain dari bakteri hingga tahun 1997, saat Carl Woese dan George Fox menunjukan kingdom ini melalui study RNA. Archaebacteria merupakan organisme tertua (archae=purba) yang hidup dibumi. Mereka termasuk prokariotik uniseluler.
Archaebakteria merupakan mikroba utama dalam lingkungan terrestrial dan akuatik, hidup dalam lingkungan anaerobik, dalam kadar garam tinggi, atau air panas, dan dalam lingkungan yang terkena panas bumi serta beberapa terdapat sebagai simbion saluran pencernaan hewan. Kelompok yang termasuk aerob, anaerob, dan fakultatif aerob yang tumbuh secara kemolitoautotrofik, organotrofik. Archaebakteria dapat bersifat mesofil atau termofil bahkan beberapa spesies dapat tumbuh pada suhu di atas 100 derajat.
Bentuk Archaebacteria bervariasi, yaitu bulat, batang, spiral, atau tidak beraturan. Beberapa jenis terdapat dalam bentuk sel tunggal, sedangkan jenis lainnya berbentuk filamen atau koloni. Reproduksinya dilakukan dengan cara membelah diri (pembelahan binner), membentuk tunas, atau fragmentasi. Archabacteria sering disebut organisme ekstermofil karena mampu hidup dilingkungan dengan kondisi yang ekstrim. Semua anggota Archaebacteria merupakan organisme nonpatogen.
Metanogen
Ciri khas metanogen adalah memiliki kemampuan menggunakan hidrogen untuk mereduksi karbondioksida menjadi gas metana. Dari reaksi tersebut dihasilkan energi. Mereka hidup dilingkungan yang anaerob, seperti dasar rawa-rawa, tempat penampungan limbah, dan saluran pencernaan hewan, termasuk manusia. Dalam industri metanogen digunakan untuk mengolah limbah dan menjernihkan air. Anata lain Methanopyrus.
Ekstrem Halofil
Kelompok ini mampu hidup dilingkungan yang salinitas kadar garamnya sangat tinggi, misalnya di Laut Mati dan di danau Great Salt (USA), serta dimakanan yang diasinkan. Organisme ini membuat garam untuk membentuk ATP. Contohnya Halobacterium halobium.
Termoasidofil
Anggota kelompok ini dapat ditemukan dilingkungan yang sangat asam dan bersuhu sangat tinggi, misalnya dibawah gunung merapi dan lubang hidrotermal didasar samudra. Sebagian besar merupakan organisme anaerob yang menggunakan blerang (sulfur) sebagai akseptor hidrogen untuk respirasi, menggantikan oksigen. Contohnya adalah Sulfolabus solfataricus.
