Struktur Morfologi Bakteri dan Peranannya dalam Kehidupan

Bakteri dapat berkembang pada berbagai lingkungan baik lingkungan ekstrem maupun lingkungan normal di tanah dan perairan tempat sebagian besar spesies lain ditemukan. Kemampuan mereka untuk beradaptasi pada berbagai habitat menegaskan mengapa bakteri terutama prokariota adalah organisme yang paling melimpah di Bumi.

Perbedaan Prokariot dan Eukariot

Sel adalah unit struktural dan fungsional dasar pada setiap organisme. Sel terdiri dari dua jenis yang berbeda yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Organisme dari domain Bakteri dan Archaea terdiri dari sel prokariotik. Sedangkan organisme dari domain Eukarya seperti protista, cendawan, hewan, dan tumbuhan terdiri dari sel eukariotik.

Prokariot

Prokariot dicirikan dengan tidak memiliki inti sejati dengan membran sel. inti sejatinya bebas di dalam sel. Kelompok prokariot tidak memiliki sel mitokondria dan hanya memiliki ribosom kecil. Selain itu, pada prokariot tidak terdapat sel kloroplas. Kelompok yang masuk kedalam golongan prokariot ialah bakteri dan archaea. Dinding sel pada bakteri mengandung peptidoglikan atau polimer mirip peptidoglikan, dan tidak mengandung kitin atau selulosa. Pada dinding sel archaea tidak mengandung peptidoglikan tetapi pseudopeptoglikan, polisakarida, protein atau glukoprotein.

Eukariot

Kelompok eukariot memiliki inti sejati yang dikelilingi oleh membran sel dan mengandung materi genetik yaitu kromosom yang berisi DNA dan protein. Eukariot memiliki dua jenis ribosom yaitu ribosom besar dan ribosom kecil. Ribosom besar terdapat pada sitoplasma dan ribosom kecil terdapat pada mitokondria. Mitokondria berperan dalam proses respirasi. Contoh dari kelompok eukariot ialah hewan dan tumbuhan. Dinding sel, vakuola, dan plastida merupakan sel yang hanya dimiliki oleh sel tumbuhan. Dinding sel merupakan lapisan terluar yang tersusun dari selulosa, hemiselulosa, dan pektin. Plastida ada yang mengandung pigmen hijau (klorofil) yang disebut kloroplas. Kloroplas merupakan tempat berlangsungnya fotosintesis.

Struktur, Fungsi dan Cara Reproduksi bakteri

Struktur morfologi bakteri terdiri dari membran plasma, ribosom, nukleoid, dinding sel, flagel, pili, glycocaliyx dan kromosom (Gambar 1). Membran plasma berfungsi untuk membungkus sitoplasma. Ribosom berperan dalam sintesis protein. Nukleoid merupakan tempat sel DNA berada (tidak tertutup oleh membran). Dinding sel merupakan struktur kaku di luar membran plasma. Flagela merupakan organ yang digunakan untuk bergerak. Fimbriae atau biasa disebut pili merupakan struktur yang digunakan untuk perlekatan pada permukaan. Glycocalyx meruapakn lapisan luar dari banyak prokariota, biasanya terdiri dari kapsul atau lapisan lendir. Kromosom berisi material genetik bakteri.

Gambar 1 Struktur sel bakteri dan fungsinya

Sel prokariotik biasanya memiliki diameter 0.5–5µm, jauh lebih kecil daripada diameter sel eukariotik 10-100 µm. Umumnya sel bakteri yang berbentuk bulat berdiameter sekitar 0.7 – 1.3 µm. Sedangkan sel bakteri berbentuk batang lebarnya sekitas 0.2 – 2.0 µm dan panjangnya 0.7 – 3.7 µm.

Bentuk bakteri yang paling umum adalah bulat, batang dan spiral (Gambar 2). Bakteri yang berbentuk bulat biasanya menyerupai bola. Mereka dapat terjadi secara tunggal, dalam rantai dua sel atau lebih, dan dalam kelompok yang menyerupai tandan buah anggur. Bakteri yang berbentuk batang biasanya soliter, tetapi dalam beberapa bentuk batang tersusun dalam rantai. Contoh bakteri yang berbentuk batang ialah Agrobacterium tumefaciens bakteri penyebab penyakit crown gall pada tanaman berkayu. Bakteri yang berbentuk spiral biasanya terlihat seperti pembuka botol. Bakteri spiral lainnya menyerupai koma atau gulungan longgar.

Gambar 2 bentuk tubuh bakteri; (a) bulat, (b) batang, (c) spiral

Penggolongan bakteri dibagi berdasarkan bentuk tubuhnya, kedudukan flagela pada selnya, pewarnaan Gram (Gram strain), kebutuhan oksigen dan cara memperoleh makanan (bahan organik). Penggolongan bakteri berdasarkan bentuk tubuh seperti yang disampaikan sebelumnya yaitu bulat, batang dan spiral. Penggolongan bakteri berdasarkan kedudukan flagela dibagi menjadi monotrik (flagel satu pada salah satu ujung), amfitrik (flagel pada masing-masing kedua ujung), lofotrik (flagel banyak di salah satu ujung), peritrik (flagel banyak pada semua sisi tubuh).

Penggolongan bakteri berdasarkan pewarnaan gram dibagi menjadi dua yaitu bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. Bakteri gram-positif memiliki dinding sel lebih sederhana dan banyak mengandung peptidoglikan. Contoh bakteri gram-positif ialah bakteri Clavibacter michiganensis yang menyebabkan penyakit busuk cincin pada kentang. Sedangkan bakteri gram-negatif memiliki dinding sel lebih kompleks dengan peptidoglikan lebih sedikit. Contoh bakteri gram-negatif ialah bakteri Xanthomonas oryzae menyebabkan penyakit kresek pada padi. Penggolongan bakteri berdasarkan kebutuhan oksigen dibagi menjadi bakteri aerob dan bakteri anaerob. Bakteri aerob merupakan bakteri yang membutuhkan oksigen bebas untuk mendapatkan energi. Contoh bakteri aerob ialah bakteri Ralstonia solanacearum yang menyebabkan layu pada tanaman tomat. Sedangkan bakteri anaerob tidak membutuhkan oksigen bebas untuk mendapatkan energi. Contoh bakteri anaerob ialah bakteri Pectobacterium carotovorum yang menyebabkan busuk basah pada tanaman kol

Penggolongan bakteri berdasarkan cara memperoleh makanan (bahan organik) dibagi menjadi bakteri autotroph dan heterotroph.  Bakteri autotrop merupakan bakteri yang menyusun makanan sendiri dari bahan-bahan anorganik. Bakteri autotrop, berdasarkan sumber energinya dibedakan atas: fotoautotrop (sumber energi dari cahaya) dan kemoautotrop (sumber energi dari hasil reaksi kimia). Sedangkan bakteri heterotroph merupakan bakteri yang tidak menyusun makanan sendiri melainkan memanfaatkan bahan organik jadi yang berasal dari organisme lain. Contohnya adalah bakteri saprofit yang mendapat makanan dengan menguraikan sisa-sisa organisme.

Reproduksi bakteri dibagi menjadi dua yaitu secara aseksual dan seksual. Reproduksi aseksual bakteri melalui pembelahan biner dimana satu sel bakteri akan membelah menjadi dua sel anakan. Proses pembelahan biner diawali dengan proses replikasi DNA menjadi dua salinan DNA identik yang diikuti pembelahan sitoplasma dan akhirnya terbentuk dinding pemisah di antara kedua sel anakan bakteri.

Reproduksi seksual pada bakteri dilakukan dengan tiga cara yaitu transformasi, transduksi dan konjugasi. Transformasi adalah reproduksi seksual dengan cara pemindahan DNA dari satu bakteri ke bakteri lainnya secara langsung tanpa penghubung. Transduksi reproduksi seksual dengan cara pemindahan DNA yang dibantu oleh virus fage sebagai perantara. Jika suatu bakteri diinfeksi oleh virus fage, bakteri tersebut akan mengalami lisis dan melepaskan fage beserta DNA yang dimilikinya. Virus fage dan DNA tersebut kemudian menempel pada bakteri lain. Konjugasi adalah tahap reproduksi seksual pada bakteri yang ditandai dengan pemindahan materi genetik secara langsung. Pemindahan itu terjadi dari satu bakteri ke bakteri lain melalui jembatan konjugasi.

Peran bakteri dalam kehidupan sehari-hari

Bakteri memiliki peranan baik yang menguntungkan maupun yang merugikan. Dalam kehidupan sehari-hari, banyak manfaat yang bisa kita dapatkan dari bakteri. Bakteri berperan dalam proes pembuatan antibiotik seperti bakteri Streptomyces griseus yang menghasilkan antibiotik streptomycin, Streptomyces aureofaciens yang menghasilkan antibiotik tetracycline, Streptomyces venezuelae yang menghasilkan antibiotik chloramphenicol, Bacillus polymyxa yang menghasilkan antibiotik polymixin, Bacillus brevis yang menghasilkan antibiotik kerotrisin dan Bacillus subtilis yang menghasilkan antibiotik basitrasin.

Bakteri juga berperan dalam proses pembuatan olahan makanan seperti yogurt, nata decoco dan keju.  Proses fermentasi yogurt menggunakan dua jenis bakteri yaitu Streptococcus thermophilus yang berperan dalam pembentukan cita rasa yoghurt dan Lactobacillus bulgaricus yang berperan dalam pembentukan aroma. Bakteri yang berperan pada proses pembuatan nata de coco ialah bakteri Acetobacter xylinum. Sedangkan bakteri yang berperan dalam proses pembuatan keju ialah Lactobacillus bulgaricus.

Bakteri juga memiliki peranan negatif terhadap makhluk hidup seperti manusia, hewan dan tumbuhan. Seperti diketahui bakteri dapat menyebabkan penyakit seperti diare yang disebabkan bakteri Escherichia Coli dan penyakit TBC yang menyerang paru-paru yang disebabkan bakteri Mycobacterium tuberculosis. Pada hewan, bakteri Bacillus antharicis menyebabkan penyakit sapi gila. selain menyebabkan penyakit pada manusia dan hewan, bakteri juga menyebabkan penyakit pada tanaman. Bakteri Xanthomonas oryzae menyebabkan penyakit kresek pada padi dan bakteri Ralstonia solanacearum yang menyebabkan layu pada tanaman tomat.

Daftar Pustaka

Agrios, G.N., 2005. Plant pathology. Elsevier academic press.

Arini, L.D.D., 2017. Pemanfaatan Bakteri Baik dalam Pembuatan Makanan Fermentasi yang Bermanfaat untuk Kesehatan. Biomedika, 10(1), pp.1-11.

Reece, J.B., Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V. and Jackson, R.B., 2014. Campbell biology (No. s 1309). Boston: Pearson.

Artikel Oleh: Andika Septiana S, S.P., M.Si

#PTNkeren #DokterTanamanIPB #Bakteri