KLASIFIKASI BAKTERI

KLASIFIKASI BAKTERI

Bakteri dapat ditemui hampir di setiap jenis lingkungan yang ada di bumi, mulai dari dasar laut, di dalam batuan karang, dan daratan.  Karena ukurannya yang kecil dan kemampuannya untuk bereproduksi dengan sangat cepat, bakteri  menjadi makhluk hidup yang paling melimpah di bumi.

Bakteri dapat ditemui hampir di setiap jenis lingkungan yang ada di bumi, mulai dari dasar laut, di dalam batuan karang, dan daratan.  Karena ukurannya yang kecil dan kemampuannya untuk bereproduksi dengan sangat cepat, bakteri  menjadi makhluk hidup yang paling melimpah di bumi.

Bakteri terbagi menjadi dua kelompok besar yaitu Archaebacteria dan Eubacteria.
a. Archaebacteria
Archaebacteria merupakan bakteri primitif yang bersifat prokariotik. Archaebacteria dikenal juga sebagai bakteri purba. Bakteri ini hidup di habitat dengan kondisi ekstrem, misal sumber air panas dan daerah berkadar garam tinggi. Archaebacteria memiliki ciri khusus sebagai berikut.
1) Dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan.
2) Membran selnya mengandung lipid berikatan eter.
3) Ribosomnya mengandung beberapa jenis RNA-polimerase.

Archaebacteria terbagi dalam tiga kelompok berikut.

1) Bakteri Metanogen
Bakteri dari kelompok ini bersifat anaerobik dan kemosintetik. Habitatnya di rawa-rawa dan daerah yang kurang oksigen. Makanan diperoleh melalui pembusukan sisa-sisa tumbuhan yang mati. Proses pembusukan tersebut menghasilkan metana. Metana disebut juga biogas. Beberapa jenis bakteri metanogen dapat hidup bersimbiosis dalam rumen herbivora yang berfungsi memfermentasi selulosa. Beberapa jenis bakteri dari kelompok ini dapat hidup pada suhu tinggi. Bakteri metanogen hidup sebagai pengurai. Contoh bakteri metanogen yaitu Methanobacterium.

2) Bakteri Halofil
Bakteri halofil mampu hidup di lingkungan yang berkadar garam tinggi. Sebagian dari bakteri halofil mampu melakukan fotosintesis karena mempunyai pigmen berupa bakteriorhodopshin. Contoh bakteri halofil yaitu Halobacterium.

3) Bakteri Termoasidofil
Bakteri termoasidofil hidup di lingkungan yang bersuhu tinggi dan tingkat keasamannya tinggi. Contoh bakteri termoasidofil yaitu Sulfolobus dan Thermoplasma. Bakteri ini menggunakan hidrogen dan sulfur organik yang terdapat di kawah gunung api dan mata air bersulfur sebagai sumber energi.

Video: membandingkan antara Eubacteria dan Archaebacteria

b. Eubacteria (Bakteri Sejati)
Ciri khusus Eubacteria sebagai berikut.
1) Dinding selnya mengandung peptidoglikan.
2) Membran plasmanya mengandung lipid berikatan ester.
3) Ribosomnya mengandung satu jenis RNA-polimerase.

Eubacteria dikenal sebagai bakteri sejati atau bakteri sesungguhnya. Menurut Campbell, Eubacteria dibagi menjadi lima kelompok, yaitu Proteobacteria, Bakteri gram Positif, Spirochetes, Chlamydias, dan Cyanobacteria.

1) Proteobacteria
Proteobacteria dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu bakteri ungu, Proteobacteria
kemoautotrof, dan Proteobacteria kemoheterotrof. Bakteri ungu biasanya hidup di endapan kolam, danau, atau lumpur. Contoh bakteri ungu yaitu Chromatium. Proteobacteria kemoautotrof hidup bebas atau bersimbiosis dengan makhluk hidup lain. Contoh Proteobacteria kemoautotrof yaituRhizobium. Proteobacteria kemoheterotrof hidup di dalam saluran pencernaan. Contoh Proteobacteria kemoheterotrof yaitu Escherichia coli dan Salmonella.

2) Bakteri Gram Positif
Anggota bakteri gram positif ada yang dapat berfotosintesis dan ada yang bersifat kemoheterotrof. Bakteri ini dapat membentuk endospora ketika keadaan lingkungan kurang menguntungkan. Contoh bakteri gram positif yaitu Clostridium dan Bacillus.

3) Spirochetes
Spirochetes berbentuk spiral dengan panjang 5–250 µm. Spirochetes merupakan bakteri Gram negatif dan bersifat kemoheterotrof. Spirochetes hidup bebas atau sebagai parasit dalam tubuh manusia dan hewan. Contoh Spirochetes yaitu Treponema pallidum yang mengakibatkan penyakit sifilis.

4) Chlamydias
Chlamydias merupakan kelompok bakteri yang ukurannya paling kecil (0,2–1,5 µm).
Chlamydias hanya dapat hidup sebagai parasit dalam sel-sel makhluk hidup lain. Contoh Chlamydias yaitu Chlamydias trachomatis yang dapat mengakibatkan penyakit mata.

5) Cyanobacteria
Cyanobacteria dahulu dikenal dengan nama ganggang hijau-biru (blue green algae).
Cyanobacteria ada yang bersel satu dan ada yang bersel banyak. Cyanobacteria mempunyai pigmen klorofil, karoten, dan pigmen tambahan. Pigmen tambahan berupa fikosianin (pigmen biru) dan fikoeritrin (pigmen merah). Pigmen-pigmen tersebut mengakibatkan warna Cyanobacteria beraneka ragam. Contoh Cyanobacteria yaitu Anabaena(mengakibatkan air sawah berwarna hijau) dan Oscillatoria rubescen (mengakibatkan Laut Merah di Timur Tengah berwarna merah).

Menemukan  Arkaebakteria: mata air panas-mata air panas dari Taman Nasional Yellowstone, Amerika Serikat,  termasuk tempat pertama yang menjadi lokasi Archaebacteria ditemukan. Gambar di  sebelah atas adalah kolam gurita musim semi, dan gambar di sebelah bawah adalah kolam Obsidian. Setiap kolam memiliki kandungan mineral, suhu, dan salinitas yang begitu berbeda. Setiap kolam  mungkin berisi komunitas yang berbeda dari mikroba. Arcahebacteria . Ahli biologi yang digambarkan di atas yang membenamkan mikroskop slide dalam kolam mendidih untuk dapat menangkap sampel  beberapa Arcahebacteria yang mungkin ditangkap untuk studi.

Reproduksi Bakteri

Reproduksi Bakteri

Bakteri tidak mengalami mitosis dan meiosis. Hal ini merupakan perbedaan penting antara bakteri (prokariot) dengan sel eukariot. Reproduksi. Bakteri mengadakan pembiakan dengan dua cara, yaitu secara aseksual dan seksual. Pembiakan secara aseksual dilakukan dengan pembelahan, sedangkan pembiakan seksual dilakukan dengan cara transformasi, transduksi , dan konjugasi. Namun, proses pembiakan cara seksual berbeda dengan eukariota lainnya. Sebab, dalam proses pembiakan tersebut tidak ada penyatuan inti sel sebagaimana biasanya pada eukarion, yang terjadi hanya berupa pertukaran materi genetika (rekombinasi genetik). Berikut ini beberapa cara pembiakan bakteri dengan cara rekombinasi genetik dan membelah diri.

a. Rekombinasi Genetik

Adalah pemindahan secara langsung bahan genetic (DNA) di antara dua sel bakteri melalui proses berikut:

1. Transformasi

Transformasi adalah perpindahan materi genetik berupa DNA dari sel bakteri yang satu ke sel bakteri yang lain. Pada proses transformasi tersebut ADN bebas sel bakteri donor akan mengganti sebagian dari sel bakteri penerima, tetapi tidak terjadi melalui kontak langsung. Cara transformasi ini hanya terjadi pada beberapa spesies saja, . Contohnya : Streptococcus pnemoniaeu, Haemophillus, Bacillus, Neisseria, dan Pseudomonas. 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. Proses ini pertama kali ditemukan oleh Frederick Grifith tahun 1982.

2. Transduksi

Transduksi adalah pemindahan materi genetik bakteri ke bakteri lain dengan perantaraan virus. Selama transduksi, kepingan ganda ADN dipisahkan dari sel bakteri donor ke sel bakteri penerima oleh bakteriofage (virus bakteri). Bila virus – virus baru sudah terbentuk dan akhirnya menyebabkan lisis pada bakteri, bakteriofage yang nonvirulen (menimbulakan respon lisogen) memindahkan ADN dan bersatu dengan ADN inangnya, Virus dapat menyambungkan materi genetiknya ke DNA bakteri dan membentuk profag. Ketika terbentuk virus baru, di dalam DNA virus sering terbawa sepenggal DNA bakteri yang diinfeksinya. Virus yang terbentuk memiliki dua macam DNA yang dikenal dengan partikel transduksi (transducing particle). Proses inilah yang dinamakan Transduksi. Cara ini dikemukakan oleh Norton Zinder dan Jashua Lederberg pada tahun 1952.

3. Konjugasi

Konjugasi adalah bergabungnya dua bakteri (+ dan –) dengan membentuk jembatan untuk pemindahan materi genetik. Artinya, terjadi transfer ADN dari sel bakteri donor ke sel bakteri penerima melalui ujung pilus. Ujung pilus akan melekat pada sel peneima dan ADN dipindahkan melalui pilus tersebut. Kemampuan sel donor memindahkan ADN dikontrol oleh faktor pemindahan ( transfer faktor = faktor F )

b. Pembelahan Biner

Pada pembelahan ini, sifat sel anak yang dihasilkan sama dengan sifat sel induknya. Pembelahan biner mirip mitosis pada sel eukariot. Badanya, pembelahan biner pada sel bakteri tidak melibatkan serabut spindle dan kromosom. Pembelahan Biner dapat dibagi atas tiga fase, yaitu sebagai berikut:

1. Fase pertama, sitoplasma terbelah oleh sekat yang tumbuh tegak lurus.

2. Fase kedua, tumbuhnya sekat akan diikuti oleh dinding melintang.

3. Fase ketiga, terpisahnya kedua sel anak yang identik. Ada bakteri yang segera berpisah dan terlepas sama sekali. Sebaliknya, ada pula bakteri yang tetap bergandengan setelah pembelahan, bakteri demikian merupakan bentuk koloni.

Pada keadaan normal bakteri dapat mengadakan pembelahan setiap 20 menit sekali. Jika pembelahan berlangsung satu jam, maka akan dihasilkan delapan anakan sel. Tetapi pembelahan bakteri mempunyai faktor pembatas misalnya kekurangan makanan, suhu tidak sesuai, hasil eksresi yang meracuni bakteri, dan adanya organisme pemangsa bakteri. Jika hal ini tidak terjadi, maka bumi akan dipenuhi bakteri.

PERTAHANAN BAKTERI PADA LINGKUNGAN YANG BURUK

1. PERTAHANAN BAKTERI PADA LINGKUNGAN YANG BURUK

Mikroorganisme dapat merasakan dan beradaptasi dengan perubahan dalam lingkungan mereka. Ketika nutrisi yang disukai habis, beberapa bakteri dapat menjadi motil untuk mencari nutrisi, atau mereka dapat menghasilkan enzim untuk mengeksploitasi sumber daya alternatif. Salah satu contoh dari strategi kelangsungan hidup ekstrim yang digunakan oleh bakteri Gram-positif tertentu adalah dengan pembentukan endospora. Proses perkembangan yang kompleks ini sering dimulai sebagai tanggapan terhadap kekurangan gizi. Hal ini memungkinkan bakteri untuk menghasilkan sel aktif dan sangat tahan untuk melestarikan materi genetik sel pada saat mengalami tekanan yang ekstrim.

Beberapa jenis bakteri dapat bertahan hidup meskipun kondisi lingkungan kurang menguntungkan, yaitu dengan membentuk endospora di dalam sel. Endospora merupakan bentuk bakteri yang tidak aktif (istirahat). Bentuk endospora ada yang bulat dan ada yang bulat-panjang. Ukuran endospora ada yang lebih kecil atau lebih besar dan diameter selnya.

Endospora bersifat sedikit impermeabel, sehingga lebih tahan terhadap disinfektan, kekeringan, sinar, suhu panas, dan suhu dingin. Namun, bila kondisi lingkungan membaik, maka endospora akan berkecambah menjadi sel vegetatif baru. Endospora juga dapat terbentuk bila terjadi penumpukan zat-zat sisa metabolisme hasil ekskresi bakteri yang mengganggu di sekitar sel. Bakteri yang dapat membentuk endospora sebagian besar adalah golongan bakteri Gram positif. Contoh bakteri yang dapat membentuk endospora, antara lain Bacillus mycoides, Bacillus anthracis, Bacillus cereus, Bacillus thuringiensis(patogen pada serangga), Clostridium perfringens(menyebabkan keracunan makanan), Clostridium botulinum, dan Clostridium tetani.

Penggolongan bakteri berdasarkan sumber oksigen yang diperlukan dalam proses respirasi. Bakteri itu dikelompokan sebagai berikut :

a. Bakteri aerob, yaitu bakteri yang menggunakan oksigen bebas dalam proses respirasinya. Misal: Nitrosococcus, Nitrosomonas dan Nitrobacter. 

b. Bakteri anaerob, yaitu bakteri yang tidak menggunakan oksigen bebas dalam proses respirasinya. Misal: Streptococcus lactis 

c. Bakteri aerob obligat, yaitu bakteri yang hanya dapat hidup dalam suasana mengandung oksigen. Misal: Nitrobacter dan Hydrogenomonas. 

d. Bakteri anaerob obligat, yaitu bakteri yang hanya dapat hidup dalam suasana tanpa oksigen. Misal: Clostridium tetani.  Bakteri ini penyebab penyakit tetanus, oleh karena itu orang yang terkena tetanus diberikan udara yang kaya oksigen untuk mempercepat proses penyembuhannya.

e. Bakteri anaerob fakulatif, yaitu bakteri yang dapat hidup dengan atau tanpa oksigen. Misal: Escherichia coli, Salmonella thypose dan Shigella. 

Bakteri merupakan kelompok organisme yang sangat beragam, baik dari segi metabolisme maupun morfologi tubuh.Beberapa kelompok mikroorganisme ini mampu hidup di lingkungan yang tidak memungkinkan organisme lain untuk hidup.Kondisi lingkungan yang ekstrim ini menuntut adanya toleransi, mekanisme metabolisme, dan daya tahan sel yang unik.Selain bakteri, mikroorganisme yang termasuk dalam domain archaea juga cenderung memiliki ketahanan sel terhadap lingkungan ekstrim.Kemampuan mikroorganisme untuk hidup pada kondisi ekstrim dapat membawa nilai dan aplikasi di berbagai bidang industri, seperti pangan,agrikultur, farmasi dan pengobatan, serta bioteknologi.

Thermus aquatiqus, bakteri termofilik yang banyak diaplikasikan dalambioteknologi.

Sebagai contoh, Thermus aquatiqus merupakan salah satu jenis bakteri yang hidup pada sumber air panas dengan kisaran suhu 60-80 ^oC.Organisme yang mampu hidup di lingkungan dengan suhu tinggi ini termasuk dalam golongantermofilik.Kemampuan bakteri ini untuk bertahan pada suhu tinggi disebabkan oleh stabilitas enzim, membran sel, danmakromolekul sel yang telah teradaptasi.Enzim yang dimiliki oleh bakteri kelompok termofilik memiliki komposisi asam amino yang berbeda dengan bakteri pada umumnya.Di samping itu, protein yang terdapat sel memiliki ikatan hidrofobikdan ikatan ionik yang sangat kuat.Komposisi membran selnya didominasi oleh asam lemak jenuh sehingga bersifat lebih stabil dan fungsional pada suhu tinggi.Hal ini disebabkan oleh kuatnya ikatan hidrofobik pada rantai asam lemak jenuh bila dibandingan dengan asam lemak tak jenuh.Terdapat beberapa jenis enzim yang banyak digunakan di industri yang diperoleh dari kelompok organisme termofilik, seperti amilase, pullulanase, selulase, xilanase, kitinase, proteinase,esterase, dan alkohol dehidrogenase.

Tidak hanya di lingkungan bersuhu tinggi, bakteri juga dapat ditemukan pada lingkungan dengan suhu yang sangat dingin.Pseudomonas extremaustralis ditemukan pada Antartika dengan suhu di bawah 0 ^oC.Bakteri ini bersifat motil dan hidup membentuk struktur biofilm yang membantunya dalam menghadapi kondisi ekstrim.Contoh bakteri lainnya yang dapat hidup di suhu rendah adalahCarnobacterium.Kelompok bakteri yang mampu hidup di lingkungan bertemperatur rendah termasuk dalam golongan psikrofilik.Kemampuan bakteri ini untuk bertahan pada kondisi temperatur rendah cukup bertolak belakang dengan kelompok bakteri termofilik.Enzim yang disintesis memiliki struktur α-heliks yang lebih banyak bila dibandingkan dengan struktur β-sheet. Struktur α-heliks yang lebih fleksibel menyebabkan enzim tetap dapat bekerja walaupun pada suhu yang rendah.Di samping itu, enzim bakteri psikrofilik harus lebih bersifat polar dan hanya mengandung sedikit asam amino yang bersifat hidrofobik. Selain enzim dan protein yang teradaptasi, membran sitoplasma kelompok bakteri ini juga telah mengalami penyesuaian dengan mengandung lebih banyak asam amino tidak jenuh.

Di samping pengaruh ekstrim temperatur, bakteri juga dapat hidup pada berbagai lingkungan lain yang hampir tidak memungkinkan adanya kehidupan (lingkungan steril).Halobacterium salinarum dan Halococcus sp. adalah contoh dari bakteri yang dapat hidup pada kondisi garam (NaCl) yang sangat tinggi (15-30%).Kelompok bakteri yang hidup optimal pada kisaran kadar garam tersebut termasuk dalam golongan ekstrim halofil.Tedapat pula beberapa jenis bakteri yang mampu hidup pada kadar gula tinggi (kelompok osmofil), kadar air rendah (kelompok xerofil), derajat keasaman pH sangat tinggi, dan rendah.