Laporan "STRUKTUR SEL BAKTERI"

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

     Bakteri (dari kata Latin bacterium; jamak: bacteria) adalah kelompok organisme yang tidak memiliki membran inti sel. Organisme ini termasuk ke dalam domain prokariota dan berukuran sangat kecil (mikroskopik), serta memiliki peran besar dalam kehidupan di bumi. Beberapa kelompok bakteri dikenal sebagai agen penyebab infeksi dan penyakit, sedangkan kelompok lainnya dapat memberikan manfaat dibidang pangan, pengobatan, dan industri. Struktur sel bakteri relatif sederhana: tanpa nukleus/inti sel, kerangka sel, dan organel-organel lain seperti mitokondria dan kloroplas. Hal inilah yang menjadi dasar perbedaan antara sel prokariot dengan sel eukariot yang lebih kompleks, (Todar K, 2008).

      Bakteri dapat ditemukan di hampir semua tempat: di tanah, air, udara, dalam simbiosis dengan organisme lain maupun sebagai agen parasit (patogen), bahkan dalam tubuh manusia. Pada umumnya, bakteri berukuran 0,5-5 μm, tetapi ada bakteri tertentu yang dapat berdiameter hingga 700 μm, yaitu Thiomargarita. Mereka umumnya memiliki dinding sel, seperti sel tumbuhan dan jamur, tetapi dengan bahan pembentuk sangat berbeda (peptidoglikan). Beberapa jenis bakteri bersifat motil (mampu bergerak) dan mobilitasnya ini disebabkan oleh flagel, (Todar K, 2008).

   Bakteri merupakan organisme mikroskopik. Hal ini menyebabkan organisme ini sangat sulit untuk dideteksi, terutama sebelum ditemukannya mikroskop. Barulah setelah abad ke-19 ilmu tentang mikroorganisme, terutama bakteri (bakteriologi), mulai berkembang. Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, berbagai hal tentang bakteri telah berhasil ditelusuri. Akan tetapi, perkembangan tersebut tidak terlepas dari peranan berbagai tokoh penting seperti Robert Hooke, Antony van Leeuwenhoek, Ferdinand Cohn, dan Robert Koch. Istilah bacterium diperkenalkan di kemudian hari oleh Ehrenberg pada tahun 1828, diambil dari kata Yunani βακτηριον (bakterion) yang memiliki arti "batang-batang kecil". Pengetahuan tentang bakteri berkembang setelah serangkaian percobaan yang dilakukan oleh Louis Pasteur, yang melahirkan cabang ilmu mikrobiologi. Bakteriologi adalah cabang mikrobiologi yang mempelajari biologi bakteri, (Wassenaar, 2009).

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Struktur Sel Bakteri

     Seperti prokariot (organisme yang tidak memiliki membran inti) pada umumnya, semua bakteri memiliki struktur sel yang relatif sederhana. Sehubungan dengan ketiadaan membran inti, meteri genetik (DNA dan RNA) bakteri melayang-layang di daerah sitoplasma yang bernamanukleoid. Salah satu struktur bakteri yang penting adalah dinding sel. Bakteri dapat diklasifikasikan dalam dua kelompok besar berdasarkan struktur dinding selnya, yaitu bakteri gram negatif dan bakteri gram positif. Bakteri gram positif memiliki dinding sel yang tersusun dari lapisan peptidoglikan (sejenis molekul polisakarida) yang tebal dan asam teikoat, sedangkan bakteri gram negatif memiliki lapisan peptidoglikan yang lebih tipis dan mempunyai struktur lipopolisakarida yang tebal. Metode yang digunakan untuk membedakan kedua jenis kelompok bakteri ini dikembangkan oleh ilmuwan Denmark, Hans Christian Gram pada tahun 1884, (Davidson, 2009).

    Banyak bakteri memiliki struktur di luar sel lainnya seperti flagel dan fimbria yang digunakan untuk bergerak, melekat dan konjugasi. Beberapa bakteri juga memiliki kapsul yang beperan dalam melindungi sel bakteri dari kekeringan dan fagositosis. Struktur kapsul inilah yang sering kali menjadi faktor virulensi penyebab penyakit, seperti yang ditemukan pada Escherichia coli dan Streptococcus pneumoniae. Bakteri juga memiliki kromosom, ribosom, dan beberapa spesies lainnya memiliki granula makanan, vakuola gas, dan magnetosom. Beberapa bakteri mampu membentuk diri menjadi endospora yang membuat mereka mampu bertahan hidup pada lingkungan ekstrim. Clostridium botulinum merupakan salah satu contoh bakteri penghasil endospora yang sangat tahan  suhu dan tekanan tinggi, dimana bakteri ini juga termasuk golongan bakteri penyebab keracunan pada makanan kaleng, (Davidson, 2009).

2.1.1. Struktur Luar :

  a. Flagellum 

     

   
     Flagellum berfungsi membantu pergerakan bakteri berdasarkan jumlah dan letak flagellum, bakteri dibagi empat macam :

 1. Monotrik, memiliki satu flagellum pada salah satu ujung sel bakteri

 2. Lopotrik memiliki dua atau lebih flagella pada salah satu ujung sel bakteri

 3. Amfitrik memiliki dua atau lebih flagella di kedua ujung sel bakteri

 4. Peritrik memiliki flagella di selurur permukaan sel bakteri 

  b. Pili (fimbriae) 

     Pada permukaan sel bakteri Gram negative sering terdapat banyak alat seperti benang-benang pendek yang disebut pili (tunggal : pilus/fibria). Panjang pilus mencapai 3 mikrometer dengan diameter sekitar 5mikrometer. Pili digunakan sebagai alat lekat pada bakteri lain atau dengan bahan-bahan padat yang merupakan makanan. Salah satu pili disebut sex pillus (pilus kelamin) fungsinya sebagai penghubung dalam perpindahan ,ateri genetic (DNA) ketika suatu bakteri berkonjugasi. Umumnya, setiap sel bakteri hanya memiliki 1 atau 2 pilus kelamin, (David ,1997).

  c. Kapsul 

     Kapsul merupakan lapisan lender yang menyelubungi dinding sel. Fungsinya untuk pertahanan diri dan cadangan makanan. Tidak semua bakteri berkapsul.

  d. Dinding Sel 

     Dinding sel adalah bagian sel bakteri yang berfungsi member bentuk dan kekuatan/perlindungan terhadap sel. Dinding sel bakteri tersusun atas bahan peptidoglikan, yaitu suatu molekul yang mengandung rangkaian amino disakarida dan rantai peptida. Dinding sel relative kaku dibanding bagian-bagian lainnya. Berdasarkan dinding selnya bakteri dibagi menjadi dua kelompok, yaitu bakteri gram positif dan bakteri gram negatif.

  e. Membran sel/plasma

Merupakan selaput yang membungkus sitoplasma beserta isisnya, terletak di bawah dinding sel, tetapi tidak terikat dengan dinding sel. Membrane plasma tersusun atas lapisan lipoprotein yang bersifat semipermiabel. Fungsi membrane plasma antara lain untuk mengatur keluar masuknya zat-zat di dalam sel. Selain itu, membrane plasma berfungsi sebagai tempat perlekatan pangkal flagellum. Jika membrane plasma pecah atau rusak, sel bakteri akan mati.

2.2.2. Struktur Dalam :

a. Bahan Inti (DNA Nukleoid)

     Bahan inti bakteri tersusun oleh asam deoksiribonukleat (deoxyribonucleic acid/DNA) atau disebut juga DNA kromosom. Sebagian besar bakteri hanya memiliki satu DNA kromosom berutas tunggal yang berbentuk sirkuler (cincin). DNA kromosom membawa gen-gen yang penting untuk mengatur proses-proses yang terjadi di dalam sel bakteri. Bahan inti bakteri terdapat di dalam suatu bagian yang menyerupai inti yang disebut nukleoid. Nukleoid sel bakteri tidak memiliki membrane atau dinding inti sel dan nukleolus.

b. Plasmid

     Umumnya bakteri memiliki plasmid, yaitu suatu DNA di luar DNA kromosom yang berbentu cincin. Plasmid berisi gen-gen penting untuk pertahanan sel bakteri terhadap lingkungannya yang tidak mnguntungkan. Plasmid terdapat dalam sitoplasma.

c. Sitoplasma

     Sitoplasma merupakan cairan yang bersifat koloid dan berisi semua molekul ataupun zat yang diperlukan dalam proses metabolism untuk menunjang kehidupan sel. Di dalam sitoplasma sel bakteri terdapat ribosom, mesosom, dan plasmid.

d. Ribosom 

     Ribosom merupakan organel sel yang berfungsi untuk sintesis protein. Ribosom terdapat pada semua sel, tetapi ribosom organism prokariota berbeda strukturnya dengan ribosom organism eukariota

e. Mesosom

     Mesosom merupakan daerah membrane sitoplasma yang mengalami pelipatan. Mesosom diperkirakan berfungsi dalam pembentukan dinding sel dan dalam pembelahan sel.

f. Endospora

    Bakteri tertentu dapat membentuk struktur khusus yang disebut endospora. Endospora merupakan struktur /spora yang berdinding tebal dan sangat tahan terhadap kondisi lingkungan yang jelek. Disebut endospora karena dibentuk di dalam sel bakteri. Endospora akan tumbuh menjadi sel vegetative jika berada di tempat sesuai. Tidak seperti pada organisme pembentuk spora lainnya, endospora pada sel bakteri bukan merupakan alat perkembangbiakan. Hal itu disebabkan satu sel bakteri hanya menghasilkan sendospora, dan apabila sudah berkecambah biasanya hanya menghasilkan satu sel bakteri. Kemampuan bakteri untuk menghasilkan endospora dapat hilang dan jika hilang, sulit untuk tumbuh kembali

2.2. Faktor-Faktor Lingkungan Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri

2.2.1. Faktor Abiotik

a. Pengaruh Temperatur

     Temperatur merupakan salah satu faktor yang penting di dalam kehidupan. Beberapa jenis mikrobe dapat hidup pada daerah temperatur yang luas sedang jenis lainnya pada daerah yang terbatas. Pada umumnya batas daerah temperatur bagi kehidupan mikrobe terletak antara 0°C-90°C, dan kita kenal ada temperatur. minimum, optimum, dan maksimum. Temperatur minimum adalah nilai paling rendah dimana kegiatan mikroba dapat berlangsung. Temperatur maksimum adalah temperatur tertinggi yang masih dapat digunakan untuk aktivitas mikroba,tetapi pada tingkatan kegiatan fisiologi yang paling minimal. Sedangkan temperatur yang paling baik bagi kegiatan hidup dinamakan temperatur optimum. Daya tahan terhadap temperatur itu tidak sama bagi tiap-tiap spesies. Ada spesies yang mati setelah mengalami pemanasan beberapa menit, sebaliknya ada suatu bakteri yang tetap hidup setelah dipanasi dengan uap 100 ºC atau lebih selama kira-kira 2,5 jam misalnya terjadi pada bakteri yang membentuk spora misalnya Bacillus, (Wassenaar, 2009).

b. Pengaruh Kebasahan dan Kekeringan

     Mikrobe mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya untuk pertumbuhan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi di atas 85%. Kadar air bebas di dalam larutan (aw) merupakan nilai perbandingan antara tekanan uap air larutan dengan tekanan uap air murni, atau 1/100 dari kelembaban relatif. Nilai aw untuk bakteri pada umumnya terletak di antara 0,90 - 0,99, sedangkan bakteri halofilikmendekati 0,75. Keadaaan kekeringan menyebabkan proses pengeringan protoplasma, yang berakibat berhentinya kegiatan metabolisme. Pengeringan secara perlahan-lahan menyebabakan perusakan sel akibat pengaruh tekanan osmosis dan pengaruh lainnya dengan naiknya kadar zat terlarut, (David ,1997).

c. Nutrien

     Penyediaan bahan makanan bagi pertumbuhan suatu organisme dinamakan nutrisi. Mikroba terdiri dari bermacam-macam jenis yang masing-masing berbeda dalam sifat-sifat fisiologisnya, karena itu kebutuhan makanan (nutrisi) tiap-tiap golongan atau jenis mikroba juga berbeda-beda.Ada bakteri yang dapat hidup dari zat anorganik saja , tetapi ada pula bakteri yang tidak dapat hidup jika tidak ada zat organik.Kebanyakan bakteri membutuhkan zat organik seperti garam-garam yang mengandung Na,K,Ca,Mg,Fe,Cl,S dan P , kecuali zat diatas bakteri memerlukan juga sumber makanan yang mengandung C,H,O,N yang dapat berfungsi sebagai penyusun protoplasma. Unsurt-unsur C,H,O,N tersebut dapat diambil dalam bentuk elemen-elemen oleh beberapa spesies, tetapi beberapa spesies yang lain hanya dapat mengambil unsur-unsur tersebut dalam bentuk senyawa organik, seperti karbohidrat,protein,lemak dan sebagainya.Banyak bakteri yang masih memerlukan zat-zat tambahan ,seperti : Mn,Mo,vitamin-vitamin, beberapa macam asam amino , asam lemak , sel-sel darah merah ,hematin, pirimidin,nukleotida dan kadang-kadang asam cuka.

d. Pengaruh Perubahan Nilai Osmotik

   Pada umumnya larutan hipertonik menghambat pertumbuhanmikrobe karena dapat menyebabkan plasmolisis. Medium yangpaling cocok bagi kehidupan mikrobe adalah medium yang isotonikterhadap isi sel mikrobe. Larutan garam atau larutan gula yang agakpekat mudah menyebabkan plasmolisis. Sebaliknya, mikrobe yangditempatkan di air suling (aquades) akan kemasukan air sehinggadapat menyebabkan pecahnya sel mikrobe tersebut, hal ini dinamakanplasmoptisis. Berdasarkan hal ini, maka pembuatan suspensi bakteridengan menggunakan air murni tidak dapat digunakan. Beberapa mikrobe dapat menyesuaikan diri terhadap kadar garam atau kadar gula yang tinggi, misal ragi yang osmofil (dapat tumbuhpadaz kadar garam tinggi), bahkan beberapa mikrobe dapat bertahan di dalam substrat dengan kadar garam sampai 30%, golongan inibersifat haloduri.

e. Pengaruh Sinar

     Pada umumnya sel mikroorganisme rusak akibat cahaya, terutama pada mikrobe yang tidak mempunyai pigmen fotosintetik. Sinar dengan gelombang pendek akan  berpengaruh buruk terhadap mikrobe. Sedangkan sinar dengan gelombang panjang mempunyai daya fotodinamik dan daya biofisik, misalnya cahaya matahari. Bila energi radiasi diabsorpsi oleh sel mikroorganisme akan menyebabkan terjadinya ionisasi komponen sel. Kebanyakan bakteri tidak dapat mengadakan fotosintesis, bahkan setiap radiasi dapat berbahaya bagi kehidupannya. Sinar ultra violet (sinar gelombang pendek) sangat berbahaya terhadap kehidupan bakteri. Sinar X dan sinar radium yang bergelombang lebih pendek dari pada sinar ultra violet juga dapat membunuh mikroba, akan tetapi memerlukan lebih banyak dosis dari pada sinar ultra violet. Sinar yang tampak oleh mata kita, tidak begitu mematikan bakteri.

f. pH

     pH sangat mempengaruhi terhadap kehidupan bakteri. Media yang dipakai untuk  menanam suatu bakteri harus mempunyai pH tertentu. Hal ini berhubungan dengan sifat-sifat bakteri yang mempunyai batas-batas pH untuk pertumbuhannya. Dengan adanya sifat bakteri tersebut timbul pengetian :

     • pH minimum yaitu pH terendah dimana bakteri masih dapat hidup walaupun tidak bekembang biak.

     • pH maksimum yaitu pH tertinggi dimana bakteri masih dapat hidup walaupun tidak berkembang biak.

     • pH optimum yaitu pH sedang tertentu dimana bakteri dapat berkembang biak sebaik-baiknya.  

Nilai pH merupakan faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim, dimana aktivitas enzim ini akan maksimum pada kondisi pH optimum. Nilai pH sel mikroorganisme dipengaruhi oleh pH lingkungan dimana mikroorganisme tersebut hidup. Bebertapa mikroorganisme memiliki mekanisme untuk mempertahankan pH intraselularnya pd pH yang relatif konstan dalam kondisi pH lingkungan yang berfluktuasi dan tambah pada kondisi asam maupun basa. Pada umumnya bakteri hidup pada pH 6,5-7,5 (Benefield dan Randall, 1980)

Menurut Starr (1981), mikroorganisme dapat dikelompokkan berdasarkan rentang pH tempat hidupnya, yaitu:

     • Asidofilik (pH 1,0-5,5)

     • Neutrofilik (pH 5,5-8,5)

     • Alkalifilik (pH 8,5-11,5)

g. Sumber CO2

    Sumber CO2 untuk mikroba dapat berbentuk senyawa organik ( karbohidrat, asam-asam organik, garam-garam asam organik, dan lain-lain) dan ada pula yang dapat menggunakan senyawa anorganik ( karbonat-karbonat ) atau CO2 sebagai sumber karbon utama. Berdasarkan atas kebutuhan karbon, mikroba dapat digolongkan dalam:

     • Mikroba Ototrof  : mikroba yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk senyawa anorganik ( CO2 dan senyawa-senyawa karbonat )

     • Mikroba Heterotrof : mikroba yang memerlukan sumber karbon dalam bentuk senyawa organik.

h. O2

    Oksigen sangat diperlukan untuk pernafasan suatu mikroba. Oksigen yang diperlukan dalam proses tersebut, ada yang berasal dari udara bebas dan ada pula suatu bakteri untuk pernafasanya tidak memerlukan oksigen dari udara bebas, melainkan dari suatu senyawa. 

i. H2O / Air

     Air merupakan komponen utama dalam sel mikroba dan medium. Fungsi air ialah sebagai sumber oksigen untuk bahan organik sel pada respirasi. Selain itu air berfungsi sebagai pelarut dan alat pengangkut dalam proses metabolisme.

2.2.2. Faktor Biotik

Hubungan antar spesies, termasuk mikrobe dapat dibedakan sebagai berikut:

a. Netralisme

     Hubungan netralisme merupakan hubungan antar spesies yang saling tidak mengganggu. Misalnya saja, mikrobe yang ada di dalam tanah atau di dalam kotoran hewan banyak spesies yang dapat hidup bersama dengan saling tidak merugikan, tetapi juga tidak saling menguntungkan.

b. Kompetisi

     Kebutuhan akan zat makanan yang sama dapat menyebabkanterjadinya persaingan antar spesies. Spesies yang dapat menyesuaikan diri paling baik, itulah spesies yang akan mengalami pertumbuhan subur, maka bakteri aerob akan dikalahkan oleh bakteri anaerob fakultatif.

c. Antagonisme

     Antagonisme menyatakan hubungan yang berlawanan, dapat dikatakan sebagai hubungan yang asosial. Spesies yang satu menghasilkan sesuatu yang meracuni spesies yang lain, sehinggapertumbuhan spesies yang terakhir sangat terganggu. Zat yangdihasiIkan oleh spesies yang pertama mungkin berupa suatu ekskret, sisa makanan dan yang jelas bahwa zat itu "menentang" kehidupan yang lain.Zat penentang tersebut dinamakan antibiotika. Oleh karena kejadian inilah Alexander Fleming pada tahun 1929 menemukan antibiotika penisilin. Beberapa bentuk dari antagonisme misalnya antara Strepto: lactis dan Bacillus substilis atau Proteus vuigaris. Jika ketiga spesies ditumbuhkan pada suatu medium, maka pertumbuhanBacillus c Proteus akan segera tercekik karena adanya asam susu yang dihasilkan Streptococcus lactis, (Kirei, 2008).

d. Komensalisme

    Asosiasi jenis ini terjadi biia dua spesies hidup bersama, kemudian spesies yang satu mendapatkan keuntungan, sedangkan spesies yang lain tidak dirugikan olehnya, maka hubungan hidup antara kedua spesies itu disebut komensalisme (metabiosis). Spesies yang beruntung disebut komensal, sedangkan spesies yang member keuntungan disebut inang (hospes).

e. Mutualisme

     Mutuaiisme merupakan suatu bentuk simbiosis antara dua spesies, dimana masing-masing yang bersekutu mendapatkan keuntungan. Jika terpisah, masing-masing tidak atau kurang dapat bertahan diri. Seringkali simbiosis dipakai untuk menyatakan bentuk hubungan antara dua spesies yang mutualistik, tetapi sekarang orang lebih banyak menggunakan istilah mutualisme. Simbiosis artinya hidup bersama. Anggota asosiasi ini disebut simbion.

 f. Sinergisme

     Sinergisme adalah asosiasi (hubungan hidup) antara kedua spesies, bila mengadakan kegiatan tidak saling menganggu, akan tetapi kegiatan masing-masing justru merupakan urut-urutan yang saling menguntungkan. Misalnya, ragi untuk membuat tape terdiri atas kumpulan spesies Aspergillus, Saccharomyces, Candida, Hansenula,dan Acetobacter. Masing-masing spesies mempunyai kegiatan - kegiatansendiri, sehingga amilum berubah menjadi gula, dan gula menjadibermacam-macam asam organik, alkohol, dan Iain-Iain. Asosiasikomensalisme dan sinergisme tidak ada perbedaan yang tegas.

 g. Parasitisme

     Parasitisme merupakan suatu bentuk asosiasi di antara dua spesies, dimana satu pihak dirugikan dan pihak yang lain diuntungkan. Spesies pertama disebut dengan inang (hospes/pejamu/induk semang),sedangkan spesies yang mengambil keuntungan dinamakan parasit. Hubungan ini misalnya, antara virus (bakteriofage) dengan bakteri. Virus tidak dapat hidup di luar bakteri atau sel hidup lainnya.Sebaliknya bakteri atau sel lainnya yang menjadi hospes akan mati karenanya.

h. Predatorisme

   Hubungan antara Amoeba dengan bakteri disebut predatorisme.Amoeba merupakan pemangsa (predator), sedangkan bakterimerupakan mangsa. Kematian mangsa berarti kehidupan pemangsaBerbeda dengan parasitisme adalah dalam hal ukuran besar kecilnya saja; parasit lebih kecil daripada hospes, sedangkan predator lebih besar daripada organisme yang dimangsa. Seperti parasit, tidak dapat hidup tanpa hospes, maka predator pun tidak dapat hidup tanpa mangsa.

i. Sintropisme

     Sintropisme merupakan kegiatan bersama antara berbagai jasad renik terhadap suatu nutrisi. Proses ini penting untuk peruraian bahan organik tanah dan di dalam proses pengolahan air buangan. Misalnya, sintropisme antara mikroorganisme A, B, C, D, dan E di dalam penguraian zat X, (Wassenaar, 2009).

Terimakasih buat agan-agan yang sudah berkunjung diblog saya..!! blogger yang baik selalu meniggalkan komentar ;D