iv bakteri

7/28/2019 IV Bakteri

1/13


2/13

Wawan A Setiawan

http://blog.unila.ac.id/wasetiawan 2

4.1. Morfologi Sel Bakteri

Meliputi ukuran dan bentuk sel bakteri serta variasinya.

Ukuran sel bakteriSatuan ukuran sel bakteri adalah m(mikrometer), 1 m = 10-3 atau 0,001 mm. Kelompokbakteri yang disebutMycoplasma berukuran amat kecil (0,1 0,3 m) sehingga tidak dapat

dilihat dengan mikroskop cahaya. Bakteri yang umum digunakan di laboratorium berukuran2,0 5,0 X 0,5 1,0 m.

Bentuk BakteriSel-sel individual bakteri dapat berbentuk bulat atau elips, silindris atau batang, ataupun

melengkung atau spiral, masing- masing dengan variasinya. Genus bakteri ada yang

dinamakan sesuai dengan bentuknya. Pada beberapa bakteri terdapat bentuk yang tidak

biasa,yaitu spirochete, bentuk seperti tunas dan appendages, serta berbentuk benang/

filamentous.

Gambar 2. Bentuk bakteridan contohnya:

a. Bakteri coccus,Thiocapsa

roseopersicina ( = 1,4m).

b. Bentuk batang,Desulfuromonas

acetoxidans ( = 1 m).c. Bentuk spiral,

Rhodospirillum rubdum

( = 1 m).d. Spirochete, Spirochete

stenostrepta ( 1,4 m).e. Tunas dan appendages,Rhodomicrobium vannielli ( 1,2 m).

f. Filamentous, Chloroflexus auratiacus ( 0,8 m)(Source: Madigan dan Martinko. 2006).

Sel bakteri yang berbentuk bola atau elips disebut coccus (kokus). Kebanyakan bakteri

berbentuk bulat, tertata dalam berbagai variasi yang khas tergantung spesiesnya.

Micrococcus adalah genus bakteri yang terdiri dari sel bulat dan tunggal. Diplococcus

merupakan bakteri bulat sepasang-sepasang. Tetracoccus adalah bakteri berbentuk bulat

empat-empat. Staphylococcus adalah bakteri berbentuk bulat bergerombol menyerupai

untaian buah anggur. Streptococcus adalah bakeri yang berbentuk bulat tersusun dalam

rantai. Sarcina adalah bakteri bulat berjumlah 8 yang tersusun sebagai kubus.


3/13

Wawan A Setiawan


Gambar 3. Bentuk-bentuk bakteri coccus. a.Micrococcus, b.Diplococcus, c. Streptococcus,

d. Tetracoccus, e. Staphylococcus, f. Sarcina.

Sel bakteri berbentuk batang disebut bacillus. Ujung sel bakteri yang berbentuk batang sangat

bervariasi yaitu persegi, bulat, atau meruncing seperti ujung cerutu. Disamping yang tertata

secara individual, bakteri berbentuk batang dapat tertata dalam rantai (ex: Bacillus cereus),

roset (ex: Caulobacter vibricoides), atau tertata seperti pagar (ex: Corynebacterium sp).

Gambar 4. Bentuk-bentuk bakteri bacillus. a. Ujung seperti cerutu (ex: Clostridiumsporogenes), b. Ujung bulat (ex: Pseudomonas sp), c. Ujung persegi (ex: Salmonella typhii),

e. Tertata seperti pagar (ex: Corynebacterium sp), f. Roset (ex: Caulobacter vibricoides), g.

Tertata seperti rantai (ex:Bacillus cereus).

Bakteri berbentuk melengkung atau spiral terdapat secara individual. Perbedaan antara

kelompok ini terdapat pada jumlah amplitudo spiralnya serta tingkat kekakuan dinding

selnya.

Gambar 5. Berbagai bakteri spiral. a. Vibrio cholerae, b. Spirillum volutans, c. Treponema

pallidum, d.Borrelia anseriana.

4.2. Struktur Halus Sel Bakteri

Struktur halus sel bakteri terdiri atas appendages(struktur tambahan), dinding sel, dan

bagian dalam dinding sel. Seiring dengan perkembangan mikroskop elektron, struktur halus

sel bakteri sudah diketahui dengan baik. Dinding sel, membran sel, dan nukleoid terdapat

pada seluruh jenis bakteri. Bagian-bagian lain hanya terdapat pada jenis bakteri tertentu.

Protoplasma sel bakteri dibungkus oleh membran sel yang terletak di bagian dalam dinding


4/13

Wawan A Setiawan


sel. Di dalam protoplasma, bagian yang paling besar dan terletak di tengah, terdapat nukleoid.

Nukleoid merupakan DNA bakteri yang sirkuler tanpa membran inti.

AppendagesTerdapat di luar dinding sel, terdiri atas flagel, pili/ fimbrae, kapsul, dan selongsong.

FlagelFlagel merupakan appendages seperti rambut. Ujungnya mencuat, pangkalnya menembusdinding sel, dan bermula dari badan basal. Flagel menyebabkan motilitas pada bakteri.

Flagel terdiri atas badan basal, struktur seperti kait, dan filamen yang panjang. Panjang flagel

beberapa kali panjang selnya. Diameternya 10 20 nm, jauh lebih kecil dari diameter sel

bakteri. Flagel disusun oleh protein yang dinamakan flagein.

Gambar 6. Flagel dan bagian-bagiannya. a. Flagel pada bakteri gram negatif, b. Flagel pada

bakteri gram positif (Source: Madigan dan Martinko. 2006).

Jumlah dan letak flagel berbeda untuk jenis bakteri yang berbeda. Escherichia coli, bakteri

coliform perairan, flagelnya bersifat peritrikh yaitu flagelnya terdapat di seluruh permukaan

sel. Pseudomonas aeruginosa flagelnya bersifat monotrikh, yaitu terdapat satu buah flagel di

salah satu ujung permukaan selnya. Pseudomonas fluorescens bersifat lofotrikh yaitu

terdapat lebih dari satu buah flagel di salah satu ujung permukaan selnya. Bakteri amfitrikh

mempunyai flagel pada kedua ujung permukaan selnya. Namun, tidak semua bakterimemiliki flagel. Bakteri tak berflagel disebut atrikh.


5/13

Wawan A Setiawan


Gambar 7. Macam-macam letak flagel

bakteri. a. Monotrikh (ex: Pseudomonas

aeruginosa), b. Lofotrikh (ex:

Pseudomonas fluorescens),

c. Amfitrikh (ex: Spirillum serpens),

d. Peritrikh (ex: Salmonella typhii).

Pili dan FimbraePili dan fimbrae merupakan appendages seperti rambut yang lebih kecil dan lebih pendek

dari flagel. Banyak terdapat pada bakteri gram negatif. Pili dijumpai pada bakteri motil (ex:

Shigella flexneri) maupun non motil (ex: Salmonella typhii). Pili mampu mentransfer

sejumlah gen kepada bakteri lain. Fimbrae berfungsi sebagai alat untuk melekatkan diri pada

sel inang.

KapsulBeberapa bakteri, selnya dibungkus oleh kapsul atau lapisan lendir. Kapsul dapat lebih tebal

atau lebih tipis daripada selnya. Bahan pembentuk kapsul diekskresikan dari sel. Komponen

kapsul dapat larut dalam media tumbuhnya dan menyebabkan media tersebut berlendir. Bagi

sel bakteri, kapsul berfungsi sebagai gudang makanan dan pelindung. Bakteri patogen yang

berkapsul, bila kehilangan seluruh kapsulnya, tidak akan mampu menginfeksi. Disini, kapsul

melindungi bakteri dari sistem

pertahanan tubuh inang.

Gambar 8. Kapsul bakteri.

a. Bakteri Acetinobacter sp. yang

diamati dengan mikroskop cahaya,b. Bakteri Rhizobium trifolii yang

diamati dengan mikroskop elektron.

SelongsongBeberapa jenis bakteri, contohnya dari genus leptotrix dan Crenotrix yang hidup di badan air

(tawar atau asin), terbungkus dalam selongsong. Selongsong terbentuk dari oksida besi dan


6/13


7/13

Wawan A Setiawan


Gambar 9. Perbedaan dinding sel antara bakteri gram positif dan bakteri gram negatif.

(Source: Madigan dan Martinko. 2006).

Tabel Perbedaan antara bakteri gram positif dan bakteri gram negatif.

No. Aspek Perbedaan Bakteri Gram Positif Bakteri Gram Negatif

1 Struktur dinding sel a. tebal (15 80 nm)

b. berlapis tunggal

a. tipis (10 15 nm)

b. berlapis tiga

2 Komposisi dinding

sel

a.kandungan lipidrendah (1 4 %)

b.peptidoglikanmerupakan lapis

tunggal

c.komponen utamamerupakan > 50%

berat kering sel

bakteri

d.mengandung asamteikoat.

a.kandungan lipid tinggi(11 22 %)

b.peptidoglikanmerupakan lapisan

kaku sebelah dalam

c.komponen utamamerupakan 50%

berat kering

d.tanpa asam teikoat.


8/13

Wawan A Setiawan


No. Aspek Perbedaan Bakteri Gram Positif Bakteri Gram Negatif

3 Kerentanan terhadap

penisilin

Lebih rentan Kurang rentan

4 Pengaruh zat warna

dasar terhadap

pertumbuhan

Pertumbuhan

dihambat dengan

nyata misalnya oleh

kristal violet

Pertumbuhan kurang

dihambat misalnya oleh

kristal violet

5 Persyaratan nutrisi Relatif rumit pada

beberapa spesies

Relatif sederhana

6 Resistensi terhadap

gangguan fisik

Lebih resisten Kurang resisten

Struktur Halus Di Dalam Dinding SelBagian sel bakteri yang merupakan struktur di dalam dinding sel adalah membran sel dengan

mesosomnya, sitoplasma, nukleoid, ribosom, dan endospora pada jenis-jenis tertentu

(perhatikan kembali Gambar 1).

Membran SitoplasmaMembran sitoplasma merupakan bagian yang mengatur keluar masuknya senyawa kimia

dari dan ke dalam sel bakteri. dengan adanya membran sel, mikroorganisme mampu berada

pada posisi yang tepat pada lingkungan zat kimia yang kompleks dan selalu berubah, mampu

mengambil dan menahan nutrien sejumlah yang diperlukan, dan membuang produk

buangannya. Membran sel juga mampu menyediakan kemudahan biokimiawi untuk

memindahkan ion-ion mineral, gula, asam-asam amino, elektron, serta metabolit lain

melewati membran. Substansi-substansi dalam larutan ini melewati membran dengan cara

difusi dan transpor aktif.

Proses osmosis tidak spesifik. Proses ini menyamakan konsentrasi larutan di luar dan di

dalam sel. Larutan bergerak dari yang lebih encer ke yang lebih pekat. Umumnya dari luar

ke dalam sel. Transpor aktif bersifat sangat selektif dan mampu memperlakukan larutan

(solut) secara efektif. Transpor aktif mampu melakukan penumpukan solut di dalam sel yang

kadarnya lebih tinggi daripada di luar sel. Transpor aktif juga mampu memasukkan nutrien

yang di luar sel kadarnya sangat rendah. Mekanisme transpor aktif melibatkan portir

membran dan membutuhkan energi.

Pada transpor pasif, suatu substansi secara spontan berdifusi menuruni gradien

konsentrasinya tanpa memerlukan pengeluaran energi oleh sel. Molekul hidrofobik dan

molekul polar tak bermuatan yang berukuran kecil berdifusi langsung melintasi membran.

Substansi hidrofilik berdifusi melalui protein transpor dalam suatu proses yang disebut difusi

yang dipermudah. Dalam transpor aktif, suatu protein transpor memindahkan substansi

melintasi membran naik bukit melawan gradien konsentrasinya. Transpor aktif

membutuhkan pengeluaran energi, yang biasanya disediakan oleh ATP.


9/13

Wawan A Setiawan


Gambar 10. Perbedaan transpor pasif dengan transpor aktif.

Bakteri fotosintesik mempunyai klorofil yang tidak berada dalam kloroplast, tetapi ada dalam

membran yang sangat melipat-lipat ke dalam sel, yang disebut membran fotosintetik

(tilakoid). Sel bakteri tidak mempunyai mitokondria. Oksidasi nutrien dilakukan oleh enzim

oksidase yang terdapat dalam membran atau mesosom.

MesosomMesosom merupakan invaginasi/ pelipatan ke dalam dari membran sel. Invaginasi terjadi

pada titik tempat pembelahan sel dimulai. Mesosom berhubungan dengan nukleoid. Diduga,

mesosom berfungi dalam: (1) sintesis dinding sel dan (2) duplikasi nukleus.

ProtoplasmaMerupakan komponen semisolid yang dibungkus oleh membran sel. Dibedakan atas daerah

sitoplasma, daerahnukleoid, dan inklusi sitoplasma.

Daerah sitoplasma merupakan cairan dimana banyak terdapat ribosom. Ribosom pada

prokariot terdiri dari dua subunit berukuran 30S (subunit kecil) dan 50S (subunit besar) yang

apabila bergabung menjadi 70S. S merupakan konstanta pengendapan Svedberg yaitu unit

koefisien sedimentasi saat ribosom disentrifugasi dengan ultrasentrifugasi.

Di dalam sel bakteri juga terdapat plasmid, yaitu untaian ganda DNA di luar kromosom

berbentuk sirkuler. Plasmid dapat bereplikasi secara mandiri tidak tergantung pada replikasi

kromosom sel. Plasmid diketahui mengandung gen yang produknya khas bagi suatu jenis

bakteri seperti bahan yang membuat tahan terhadap antibiotik tertentu, enzim restriksi, dan

toksin.


10/13

Wawan A Setiawan


Inklusi sitoplasma mengandung nutrien terlarut atau bahan partikulat lain. Komponen kimia

terlarut ini membentuk granula atau globula dalam sitoplasma yang disebut tubuh inklusi. Isi

tubuh inklusi berbeda-beda menurut spesies bakterinya. Pada bakteri belerang terdapat

banyak belerang. Pada bakteri lain dapat berisi poliposfat, lipid, glikogen, atau pati.

Gambar 11. Tubuh inklusi. a. Pengamatan dengan mikroskop elektron dari bakteri fototrofik

Rhodovibrio sodomensis. Tubuh inklusi mengandung poly--hidroksibutirat; b. Pengamatandengan mikroskop cahaya dari bakteri sulfur Isochromatium buderi. Tubuh inklusi

mengandung senyawa sulfur (Source: Madigan dan Martinko. 2006).

Daerahnukleoid terdiri dari kromosom yang sirkuler. Bakteri tidak mempunyai bentuk inti

seperti pada sel tanaman dan hewan. Bahan genetik hanya berupa satu untaian ganda DNA

yang tersusun secara heliks. Panjang DNA mencapai 1,2 mm, tetapi terlipat menjadi diameter

2nm. Selama pembelahan sel masing-masing untaian DNA bereplikasi menghasilkan dua

molekul untaian DNA kembali. DNA akan ditranskripsi menjadi bentuk messenger (m)

RNA.

Beberapa bakteri mampu membentuk endospora. Endospora merupakan tubuh dalam sel

bakteri dari genus Bacillus, Clostridium, dan Sporosarcina. Bakteri yang mampu

membentuk endospora dapat tumbuh dan berkembang untuk beberapa generasi. Endospora

berfungsi sebagai badan dorman bakteri yang membuat bakteri tersebut mampu bertahan

dalam suasana lingkungan yang tidak sesuai bagi pertumbuhan bakteri tersebut seperti suhu,

kekringan, adanya bahan kimia, dan sebagainya faktor pembatas pertumbuhan bakteri

tersebut. Setelah berada pada lingkungan yang sesuai, spora kemudian berkecambah

membentuk sel vegetatif baru.

Endospora bakteri mengandung sejumlah asam dipikolineat yang merupakan 5 10% beratkering endospora. Selain itu juga mengandung kalsium. Diduga, korteks endospora terbuat

dari kompleks kalsium-asam dipikolineat-peptidoglikan.


11/13

Wawan A Setiawan


Gambar 12. Pembentukan spora. (Source: Madigan dan Martinko. 2006).

Ukuran, bentuk, dan letak endospora bermacam-macam. Letak spora dapat sentral (di tengah-

tengah sel), terminal (di ujung sel), atau subterminal (di dekat ujung sel). Ukuran spora dapat

lebih besar, sama, atau lebih kecil dari diameter sel vegetatifnya.

Gambar 13. Letak endospora bakteri. a. terminal, b. subterminal, c. Sentral.


12/13

Wawan A Setiawan


4.3. Klasifikasi Bakteri

Klasifikasi bakteri sebagai mikroorganisme prokariotik dijelaskan dalam buku Bergeys

Manual of Systematic Bacteriology.

A. Bergeys Manual of Systematic Bacteriology edisi pertama- terutama adalah fenetik

(phonetic):

1. Terdiri dari 33 seksi (sections) dalam empat volume.2. Masing-masing seksi terdiri dari bakteri yang mempunyai kesamaan karakter yang secara

mudah dapat ditentukan (contoh, morfologi, reaksi gram, hubungan oksigen) dan memuatjudul yang menggambarkan sifat-sifat atau memberikan nama daerah bakteri.

B. Bergeys Manual of Systematic Bacteriology edisi kedua:

1. Lebih banyak filogenetik daripada fenetik.

2. Terdiri dari lima volume.

Volume 1 (of 2nd edition of Bergeys Manual):The Archaea, Genera bakteri fototropik dan dekat percabangan dengan archaea

1. Archaea-dibagi dua phylaa. Crenarchaeota- phylum yang beragam terdiri dari organism termofilik dan

hipertermofilik dan juga beberapa organisme yang tumbuh di laut pada suhu rendahsebagai picoplankton.

b. Euryarchaeota- terdiri dari terutama prokariot metanogenik dan halofilik dan jugaprokariot termofilik, pereduksi sulfur.

2. Bakteri

a. Aquificae - phylum yang terdiri dari bakteri autotropik yang menggunakan hidrogensebagai sumber energi; sebagian besar adalah bakteri termofilik.

b. Thermatogae - phylum yang terdiri dari bakteri gram negatif, fermentatif termofilik,anaerobik.; mempunyai asam lemak yang tidak umum.

c. Deinococcus-Thermus phylum ini meliputi bakteri dengan resistensi luar biasa terhadapradiasi dan organisme termofilik.

d. Chloroflexi phylum ini terdiri dari bakteri yang seringkali disebut bakteri nonsulfurhijau; beberapa melakukan fotosintesis anoksigenik(anoxygenic), sedangkan yang lainbakteri respiratori dan bergerak secara gliding; mempunyai peptidoglikan yang tidak

biasa dan tidak mempunyai liposakarida dalam membran luarnya.

e. Cyanobacteria-phylum yang terdiri dari bakteri fotosintetik oksigenik.f. Chlorobi- phylum ini terdiri dari bakteri fotosintetik anoksigenik yang dikenal sebagai

bakteri sulfur hijau.

Volume 2:Proteobacteria hanya satu phylum disebut Proteobacteria, yang terdiri dari banyak ragam

bakteri gram negatif.

Volume 3:Bakteri gram positip dengan kandung G+C rendah hanya satu philum disebut Firmicutes;

seluruhnya mempunyai kandungan G+C 50%; kecuali mycoplasma, yang tidak mempunyaidinding sel, seluruhnya adalah gram positip; meliputi genera yang menghasilkan endospora.


13/13

Wawan A Setiawan


Volume 4:

Bakteri gram positip dengan kandungan G+C tinggi mencakup phylum Actinobacteria;mempunyai kandungan G+C 50-55%; meliputi bakteri filamentous (actinomycetes) dan bakteri

dengan dinding sel yang tidak biasa (mycobacteria).

Volume 5:

Planctomycetes, Spriocheates, Fibrobacteres, Bacteroidetes, dan Fusobacteria- campurandari berbagai jenis kelompok filogenetik dengan percabangan dekat yang tidak harus

berhubungan satu sama lain walaupun seluruhnya gram negatif.

1. Planctomycetes - phylum terdiri dari bakteri dengan sifat tidak biasa, termasuk dinding selyang tidak mempunyai peptidoglikan dan sel dengan nukleoid yang diselimuti membran;

membelah dengan bertunas dan membentuk tonjolan (appendages) yang disebutstalks.2. Chlamydiae - phylum terdiri dari patogen intraseluler obligat yang mempunyai siklus hidup

unik; patogen ini tidak mempunyai peptidoglikan.

3. Spirochaetes- phylum terdiri dari bakteri berbentuk heliks dengan morfologi dan motilitasunik.

4. Bacteroides- phylum yang terdiri dari sejumlah bakteri penting secara ekologis.Dalam Bergey's Manual of Determinative Bacteriology terdapat langkah-langkah untuk

mengidentifikasi bakteri yang belum diketahui jenisnya. Namun identifikasinya masih

didasarkan atas pengamatan karaktermorfologi dan fisiologi. Agar identifikasi lebih akuratdapat dilakukan denngan menganalisis secara filogenetik. Analisis secara filogenetik

dilakukan dengan menganalisis urutan basa pada gen DNA/RNA ribosom (rDNA/ rRNA),

biasanya sekuen 16S. Urutan basa tersebut dianalisis cluster dengan menggunakan program di

situs internet (ex: situs http://www.ncbi.nlm.nih.gov dari European Bioinformatics Institute). Setelah

itu dapat dibuat pohon filogenetik yang dikonstruksi dengan menggunakan program komputer (ex:

Treecon).

*Situs Internet terkait klasifikasi bakteri:

The Tree of Life(http://phylogeny.arizona.edu/tree/phylogeny.html) Bergey's Manual of Determinative Bacteriology (http://server.mph.msu.edu/bergeys/)

iv bakteri

Documents