TEKNOLOGI BIOPROSES
EUBACTERIA (BAKTERI)
NAMA
: FRILLY EKA PUTRI
NIM
: 1512023
JURUSAN
: TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI
SEMESTER
: III
DOSEN
: Drs. Sunarno SA.AP.SAP.S.Sos, M.Si
Sekolah Tinggi Manajemen Industri Jl.Let.Jend. Suprapto No.26 Cempaka Putih, Jakarta Pusat – 10510
Bakteri adalah organisme prokariota uniseluler yang hanya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop. Bakteri hidup disekitar kita dan juga didalam tubuh kita. Cabang ilmu biologi yang mempelajari bakteri disebut bakteriologi.
1. Ciri-ciri Bakteri Secara umum, ciri-ciri bakteri adalah sebagai berikut : a. Dinding sel tersusun atas mukopolisakarida dan peptidoglikan. Peptidoglikan terdiri dari polimer besar yang tersusun dari N-asetil glukosamin dan asam N-asetil muramat, yang saling berikatan silang dengan ikatan kovalen. Berdasarkan pewarnaan Gram, bakteri dapat dikelompokan menjadi bakteri Gram positif dan Gram negatif. Kedua kelompok ini berbeda terutama pada dinding selnya. b. Sel bakteri dapat mensekresikan lendir ke permukaan dinding selnya. Lendir yang terakumulasi di permukaan terluar dinding sel akan membentuk kapsul. Kapsul ini berfungsi untuk perlindungan. Bakteri berkapsul lebih sering menimbulkan penyakit dibandingkan bakteri tidak berkapsul. c. Membran sitoplasma meliputi 8-10% dari bobot kering sel dan tersusun atas fosfolipid dan protein. Fungsi utama membran sitoplasma adalah sebagai alat transpor elektron dan proton yang dilepaaskan pada waktu oksidasi bahan makanan. Membran sitoplasma juga berfungsi mengatur pengangkutan senyawa yang memasuki dan meninggalkan sel. d. Sitoplasma dikelilingi oleh membran sitoplasma, dan tersusun dari 80% air, asam nukleat, protein, karbohidrat, lemak, dan ion anorganik, serta kromatofora. Di dalam sitoplasma terdapat ribosom-ribosom kecil, RNA, dan DNA. Selain itu, terdapat pula DNA tertentu yang diselubungi protein sehingga membentuk genofor sirkuler. e. Pada kondisi yang tidak menguntungkan, bakteri dapat membentuk endospora yang berfungsi melindungi bakteri dari panas dan gangguan alam. f. Bakteri ada yang bergerak dengan flagella dan ada yang tidak. Bakteri tanpa flagella bergerak dengan cara berguling.
2. Reproduksi Bakteri Bakteri bereproduksi secara aseksual dengan pembelahan biner. Pada lingkungan yang mendukung pertumbuhannya, bakteri dapat membelah diri tiap 20 menit. Reproduksi seksual tidak dijumpai pada bakteri, tetapi terjadi pemindahan materi genetik dari satu bakteri ke bakteri lain tanpa menghasilkan zigot. Peristiwa ini kadang-kadang disebut proses paraseksual. Ada 3 cara paraseksual yang telah diketahui, yaitu transformasi, konjugasi, dan transduksi. Transformasi ialah pemindahan sedikit materi genetik (DNA) atau bahk an hanya satu gen saja dari satu bakteri ke bakteri lain dengan proses fisiologi yang kompleks. Proses ini pertama kali dikemukakan oleh Frederick Griffith pada tahun 1982. Bakteri yang melakukan transformasi antara lain : Streptococcus pneumonia, Haemophilus, Bacillus, Neisseria, dan Pseudomonas. Konjugasi adalah pemindahan secara langsung materi genetik (DNA) di antara dua sel bakteri melalui jembatan sitoplasma. Bakteri yang memberikan DNAnya disebut bakteri donor. Bakteri donor memiliki tonjolan yang disebut pili seks, yang berguna untuk menempel pada bakteri resipien yang menerima DNA. Kemudian jembatan sitoplasma sementara akan terbentuk diantara dua sel bakteri. Lewat jembatan inilah DNA bakteri donor akan mengalir ke bakteri resipien. Transduksi ialah pemindahan materi genetik dengan perantara bakteriofag. Cara ini dikemukakan oleh Norton Zinder dan Joshua Lederberg pada tahun 1952.
Reproduksi pada Bakteri : (a) pembelahan biner dan (b) konjugasi
3. Ukuran dan Bentuk Bakteri Ukuran serta bentuk bakteri dapat diketahui dengan menggunakan mikroskop yang dilengkapi lensa okuler dan objektif mikrometer. Ukuran bakte ri dinyatakan dalam satuan mikron (1 mikron = 0,001 mm). Panjang bakteri umumnya berkisar antara 0,5-3 m ikron, sedangkan lebarnya berkisar antara 0,1-0,2 mikron. Bentuk bakteri sangat bervariasi, tetapi secara umum ada tiga tipe, yaitu : a. Bentuk batang/silinder (basil) b. Bentuk bulat (kokus) c. Bentuk spiral (spirilum) Variasi bentuk bakteri atau koloni bakteri dipengaruhi oleh arah pembelahan, umur, dan syarat pertumbuhan lainnya, misalnya makanan, temperatur, dan keadaan yang tidak menguntungkan bagi bakteri. a. Bentuk Batang (Basil)
Bakteri berbentuk batang (basil) dibedakan sebagai berikut : 1) Basil tunggal, berupa batang tunggal. Contoh: Escherichia coli dan Salmonella typhi. 2) Diplobasil, berbentuk batang bergandengan dua-dua. Contoh: Renibacterium salmoninarum. 3) Streptobasil, berupa batang bergandengan seperti rantai. Contoh: Streptobacillus moniliformis dan Azotobacter sp. b. Bentuk Bulat (Kokus)
Bakteri berbentuk bulat (kokus=sferis/oval) dibedakan sebagai berikut : 1) Monokokus, berbentuk bulat satu-satu. Contoh: Monococcus gonorrhoeae. 2) Diplokokus, bentuknya bulat bergandengan dua-dua. Contoh: Diplococcus pneumonia. 3) Streptokokus, bentuknya bulat bergandengan seperti rantai, sebagai hasil pembelahan sel ke satu atau dua arah dalam satu garis. Contoh: Streptococcus salivarius, Streptococcus lactis, dan Streptococcus pneumonia.
4) Tetrakokus, berbentuk bulat terdiri dari empat sel yang tersusun dalam bentuk bujur sangkar sebagai hasil pembelahan sel ke dua arah. 5) Sarkina, bentuknya bulat, terdiri dari 8 sel yang tersusun dalam bentuk kubus sebagai hasil pembelahan sel ke tiga arah. Contoh: Sarcina sp. 6) Stafilokokus, berbentuk bulat, tersusun seperti kelompok buah anggur sebagai hasil pembelahan sel ke segala arah. Contoh: Staphylococcus aureus. c. Bentuk spiral (spirilum)
Bakteri berbentuk spiral dibedakan sebagai berikut : 1) Koma (vibrio), berbentuk lengkung kurang dari setengah lingkaran. Contoh: Vibrio comma, penyebab penyakit kolera. 2) Spiral, berupa lengkung lebih dari setengah lingkaran. Contoh: Spirillum minor yang menyebabkan demam dengan perantara gigitan tikus atau hewan pengerat lainnya. 3) Spiroseta, berupa spiral yang halus dan lentur. Contoh: Treponema pallidum, penyebab penyakit sifilis.
4. Peranan Bakteri dalam Kehidupan Manusia Sebagian bakteri dapat merugikan manusia dan makhluk hidup lainnya karena bersifat parasit dan patogen. Akan tetapi, beberapa bakteri dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan suatu zat penting untuk melakukan suatu proses industri. a. Bakteri yang B ermanf aat
1) Lactobacillus casei digunakan dalam pembuatan keju.
2) Streptococcus lactis dan S. cremoris digunakan dalam pembuatan keju dan mentega. 3) Lactobacillus citrovorum digunakan untuk memberi aroma pada mentega dan keju. 4) Bacillus brevis menghasilkan antibiotik tirotrisin; Bacillus subtilis menghasilkan antibiotik basitrasin; dan Bacillus polymyxa menghasilkan polimixin. 5) Nitrosomonas, Nitrosococcus, dan Nitrobacter berperan dalam proses penambahan kesuburan tanah (membentuk humus) 6) Acetobacter penting dalam pembuatan asam cuka dan nata de coco. 7) Beberapa asam lemak penting dapat dihasilkan oleh bakteri, misalnya : asam propionate (C2H5COOH) dihasilkan oleh Propionibacterium (penting dalam pembentukan keju); asam butirat (C3H7COOH) dihasilkan oleh beberapa spesies dari genus Clostridium. Asam butirat ini penting untuk menghasilkan bu til alkohol, aseton, dan isopropil alkohol. 8) Beberapa bakteri saprofit berperan penting dalam pembuatan biogas yang dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif. b. Bak teri Penyebab Penyaki t
1) Mycobacterium tuberculosis Bakteri ini menyerang paru-paru dan menyebabkan penyakit TBC. Penularannya melalui udara, yaitu melalui pernapasan karena percikan ludah saat bercakap-cakap, batuk, bersin, dan membuang dahak. 2) Treponema pertenue Bakteri ini menyebabkan penyakit patek (frambusia). Penyakit ini dimulai dengan timbulnya luka berbenjol-benjol pada tempat masuknya kuman, biasanya pada tungkai bawah. Luka ini akan sembuh, tetapi beberapa hari kemudian muncul benjolan pada bagian tubuh lain. Benjolan ini dapat menjadi luka,setelah bertahun-tahun dapat menyerang tulang kering atau tulang sekitar hidung. Akibatnya penderita akan mempunyai luka yang menganga sampai tulang. 3) Yersinia pestis Bakteri ini menyerang manusia dan binatang pengerat (rodentia) menyebabkan penyakit pes (sampar). Sumber infeksin ya adalah tikus liar dan binatang pengerat lain yang kebal terhadap penyakit ini. Bakteri ini menyebar melalui gigitan kutu tikus dari jenis Xenopsylla cheopis. Penularan dari manusia ke manusia dapat melalui kutu manusia ( Pulex irritans).
4) Clostridium tetani Bakteri ini menghasilkan toksin yang sangat kuat dan menyukai tempattempat luka yang kotor, dalam, dan tidak terbuka sebagai tempat hidupnya. Masuk ke dalam tubuh melalui luka tusuk serta luka iris yang dalam dan kotor. Pada bayi, infeksi dapat melalui tali pusar yan g di potong. Bakteri ini menyebabkan tetanus dengan masa inkubasi antara 2-60 hari. Gejala yang timbul adalah nyeri kepala, gelisah, mudah terangsang, dan kejang-kejang. 5) Neisseria gonorrhoeae Bakteri ini menyerang saluran kemih dan menyebabkan kencing nanah. Infeksi terjadi melalui hubungan seksual, masa inkubasinya antara 2 -8 hari. Selain menyerang saluran kemih juga dapat menyebabkan peradangan pada organ lainnya, seperti vagina, mata, persendian, selaput otak, tuba Fallopi, dan lain-lain. 6) Bakteri penyebab penyakit kolera, tifus, dan paratifus, menyerang saluran pencernaan dan mudah menular. Penularannya melalui makanan dan minuman, serta bila terkena muntahan dan kotoran penderita.
5. Jenis-Jenis Bakteri Pengelompokan bakteri dapat dilakukan berdasarkan karakteristik dinsing sel, jumlah dan letak flagella, serta cara hidupnya. Berdasarkan Karakteristik Dinding Sel Pengelompokan bakteri secara formal pertama kali dikembangkan oleh Hans Christian Gram. Ia membagi bakteri berdasarkan karakteristik dinding selnya melalui sistem pewarnaan Gram, yaitu bakteri Gram positif dan Gram negatif. a. Bakteri Gram Negatif
1) Proteobakteria, contohnya antara lain : Bakteri ungu, bersifat fotoautotrof dan tidak menghasilkan oksigen Enterobakteria, antara lain bakteri pengurai yang hidup di tumbuhan membusuk serta bakteri yang hidup ditubuh manusia. Contoh: Escherchia coli dan Salmonella. Vibrio, terutama hidup di lautan sebagai bioluminesensi. Contoh: Vibrio cholera. Rhizobium, hidup bersimbiosis di bintil akar tumbuhan legum dan mampu melakukan fiksasi nitrogen. Pseudomonad, bersifat heterotrof dan menghasilkan pigmen nonfoto-sintetik. Bakteri ini menyebabkan penyakit pada tumbuhan, hewan, dan manusia.
Azotobakteria, hidup di tanah dan memfiksasi nitrogen dalam kondisi aerobik. Riketsia, bakteri kecil berbentuk batang. Beberapa spesies bersifat patogen pada manusia dan hewan. Mixobakteria, menyekresikan lendir dan bergerak dengan cara meluncur.
2) Bakteri Gram negatif lainnya Klamidia, dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan. Bakteri ini mengambil energi dan inangnya, sehingga disebut bersifat parasit energi. Contoh: Chlamydia trachomatis penyebab penyakit kebutaan. Spirotesa, bakteri berbentuk spiral dengan dinding sel yang fleksibel. Kelompok bakteri ini bergerak dengan struktur mirip flagella yang disebut filament aksial . Contoh: Treponema pallidum. Cyanobakteria, bakteri fotosintetik yang hidup didanau, kolam renang, dan lain-lain. Sebagian spesies bakteri ini juga memfiksasi nitrogen. b. Bakteri Gram Positi f
Contohnya antara lain : 1) Aktinobakteria, sifatnya agak mirip fungi. Bakteri ini memiliki peptidoglikan pada dinding selnya serta tidak memiliki selaput inti. Contohnya: bebrapa genus Streptomyces yang menghasilkan antibiotik streptomisin. 2) Bakteri asam laktat, mampu memfermentasi gula dan men ghasilkan asam laktat sebagai hasil akhirnya. Bakteri ini hidup secara alami di mulut dan vagina manusia. 3) Streptokokus, hidup di mulut dan saluran pencernaan manusia dan hewan lain. 4) Stafilokokus, biasanya hidup di hidung dan kulit. Bakteri ini termasuk bakteri pathogen oportunistik yang menyebabkan penyakit bila sistem kekebalan tubuh inang sedang menurun. 5) Klostridium, bersifat anaerobik. Contoh: Clostridium tetani penyebab tetanus dan Clostridum botulinum penyebab botulinum. 6) Mikobakteria, mengandung senyawa lilin di dinding selnya. Contoh: Mycobacterium tuberculosis penyebab TBC. c. Bakteri Tidak Berdinding Sel Mikroplasma. Bakteri ini hidup ditanah dan saluran air, bebe rapa bersifat parasit pada tumbuhan atau hewan. Beberapa spesies hidup disaluran mucus manusia tetapi tidak menyebabkan penyakit. Berdasarkan Jumlah dan Letak Flagella
Setiap sel bakteri memiliki jumlah flagella yang berbeda. Berdasarkan jumlah dan letak flagella, bakteri dibedakan menjadi empat, yaitu:
Bakteri monotrik, yaitu bakteri yang mempunyai satu flagella pada salah satu ujung selnya Bakteri amfitrik, yaitu bakteri yang pada kedua ujung selnya masing-masing mempunyai satu flagella Bakteri lofotrik, yaitu bakteri yang pada salah satu ujung selnya memiliki beberapa flagella Bakteri peritrik, yaitu bakteri yang pada seluruh permukaan tubuhnya terdapat flagella
Berdasarkan Cara Hidup
Berdasarkan cara hidupnya, bakteri dapat di bedakan menjadi bakteri heterotrof dan autotrof . a. Bakteri H eterotrof
Pada umumnya bakteri ini tidak berklorofil. Kehidupan bakteri ini sangat tergantung pada bahan organik yang ada di sekitarnya, karena bakteri tersebut tidak bisa mengubah bahan anorganik menjadi bahan organik. Bakteri heterotrof dapat dibedakan sebagai berikut : 1) Bakteri parasit Bakteri parasit mendapatkan zat makanan dari organisme lain yang ditumpanginya (inang). Contohnya: Famili Spirochaetaceae (parasit dalam usus moluska bercakang dua). Familia Treponemataceae (parasit pada vertebrata dan manusia). Contoh lain: Borrelia novyi, Borrelia burgdorferi, dan Borrelia recurrentis yang hidup pada hewan dan manusia. 2) Bakteri saprofit Bakteri saprofit adalah bakteri yang kebutuhan makanannya diperoleh dari sisa-sisa organisme yang telah mati. Bakteri jenis ini dapat merombak bahan organik menjadi bahan anorganik. Perombakan bahan organik menjadi bahan anorganik terjadi melalui fermentasi atau respirasi. Proses perombakan ini biasanya menghasilkan gas-gas: CO2, H2, CH4, N2, H2S, dan NH3. Diantara gas-gas yang dihasilkan ini ada yang mudah terbakar, yaitu CH4 dan H2. Kedua gas ini kemudian dijadikan bahan bakar yang dikenal dengan biogas. Contoh bakteri saprofit adalah sebagai berikut : Escherichia coli dalam keadaan tertentu menguraikan asam semut (HCOOH) menjadi CO2 dan H2O. Methanobacterium omelianskii dan Methanobacterium ruminatum menguraikan asam cuka (CH3COOH) menjadi CH4 dan CO2.
Thiobacillus denitrificans menguraikan nitrat atau nitrit dan menghasilkan N2, sehingga menyebabkan tanah menjadi kurang subur. Proses ini dikenal sebagai proses denitrifikasi. Clostridium sporageus menguraikan asam amino menjadi amonia (NH3). Desulfovibrio desulfuricans membusukkan bangkai serta menguraikan sulfat di tempat becek. Hasilnya berupa hidrogen sulfida (H2S).
3) Bakteri patogen a) Parasit pada manusia Contoh:
Salmonella thyphosa menyebabkan penyakit tifus
Vibrio comma menyebabkan peyakit kolera
Clostridium tetani menyebabkan penyakit tetanus
Treponema pallidum menyebabkan penyakit kelamin (sifilis)
Neisseria meningitidis menyebabkan penyakit radang selaput otak Yersinia pestis menyebabkan penyakit pes (samar)
Mycobacterium tuberculosis menyebabkan penyakit TBC
Mycobacterium leprae menyebabkan penyakit lepra (kusta)
Shigella dysenteriae menyebabkan penyakit disentri Corynebacterium diphtheria menyebabkan penyakit dipteri tenggorokan
b) Parasit pada tumbuhan Contoh:
Pseudomonas cattleyae penyebab penyakit pada anggrek
P. solanacearum penyebab penyakit pada pisang
c) Parasit pada hewan (ternak) Contoh:
Bacillus anthracis penyebab penyakit antraks pada ternak
Mycobacterium bovis penyebab penyakit kuku dan mulut pada sapi
M. avium penyebab penyakit pada unggas
4) Bakteri apatogen Bakteri apatogen adalah bakteri yang tidak menimbulkan penyakit pada inangnya, contoh: Escherichia coli dan Streptomyces griseus. Namun meskipun E. coli merupakan bagian flora normal dari usus halus, bakteri ini telah lama dicurigai sebagai penyebab diare pada manusia dan hewan. Saat ini telah diketahui bahwa beberapa galur E.coli dapat menyebabkan diare melalui dua mekanisme, yaitu:
o
o
Memproduksi enterotoksin yang secara tidak langsung menyebabkan hilangnya cairan tubuh manusia Bakteri menembus batas epitelium dinding usus sehingga men yebabkan peradangan usus dan hilangnya cairan tubuh
b. Bakteri Autotrof
Semua jenis bakteri autotrof mampu membuat makanan sendiri dengan cara mengubah bahan anorganik menjadi bahan organik. Proses pengubahan dapat terjadi melalui dua cara, yaitu sebagai berikut : 1) Fotoautotrof Pada kelompok fotoautotrof, cahaya digunakan sebagai energi untuk membantu menyusun bahan organik dari bahan anorganik. Golongan bakteri fotoautotrof atau bakteri fotosintetik terdiri atas bakteri hijau dan bakteri ungu. Bakteri hijau memiliki pigmen hijau yang disebut bakterioviridin atau bakterioklorofil , sedangkan bakteri ungu memiliki pigmen ungu, merah, atau kuning. Pigmen ini disebut bakteriopurpurin. 2) Kemoautotrof Paada kelompok kemoautotrof, bahan kimia digunakan sebagai energi untuk membantu proses penyusunan bahan organic dari bahan anorganik. Contoh: Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrospira, dan Nitrosococcus.
Sumber : Biologi SMA kelas X, penerbit Erlangga