Sabtu, 25 Mei 2013

BAKTERI


Bakteri merupakan organisme mikroskopik.[13] Hal ini menyebabkan organisme ini sangat sulit untuk dideteksi, terutama sebelum ditemukannya mikroskop.[13] Barulah setelah abad ke-19 ilmu tentang
mikroorganisme, terutama bakteri (bakteriologi), mulai berkembang.[13] Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, berbagai hal tentang bakteri telah berhasil ditelusuri.[13] Akan tetapi, perkembangan tersebut tidak terlepas dari peranan berbagai tokoh penting sepertiRobert Hooke, Antoni van Leeuwenhoek, Ferdinand Cohn, dan Robert Koch.[13] Istilah bacterium diperkenalkan di kemudian hari oleh Ehrenberg pada tahun 1828, diambil dari kata Yunani βακτηριον (bakterion) yang memiliki arti "batang-batang kecil".[13] Pengetahuan tentang bakteri berkembang setelah serangkaian percobaan yang dilakukan olehLouis Pasteur, yang melahirkan cabang ilmu mikrobiologi.[13] Bakteriologi adalah cabang mikrobiologi yang mempelajaribiologi bakteri.[5]
Robert Hooke (1635-1703), seorang ahli matematika dan sejarahwan berkebangsaan Inggris, menulis sebuah buku yang berjudul Micrographia pada tahun 1665 yang berisi hasil pengamatan yang dilakukan dengan menggunakan mikroskop sederhana.[13]Akan tetapi, Robert Hooke masih belum dapat menumukan struktur bakteri.[13] Dalam bukunya tersebut, tergambar hasil penemuannya mengenai tubuh buah kapang.[13] Walau demikian, buku inilah yang menjadi sumber deskripsi awal dari mikroorganisme.[13]
Antoni van Leeuwenhoek (1632—1723) hidup di era yang sama dengan Robert Hooke di mana pengamatan dengan mikroskop masih sangat sederhana.[13] Terinspirasi dari kerja Robert Hooke, ia membuat mikroskop rancangannya sendiri dengan sangat baik untuk mengamati makhluk mikroskopik ini pada berbagai media alami pada tahun 1684.[13] Antoni van Leeuwenhoek berhasil menemukan bakteri untuk pertama kalinya di dunia pada tahun 1676.[13] Hasil temuannya dikirimkan ke Royal Society of London yang kemudian dipublikasikan pada tahun 1684.[13] Penemuan ini segera mendapat banyak konfirmasi dari ilmuwan lainnya.[13] Sejak saat itulah, tidak hanya ilmu tentang bakteri tetapi juga mikroorganisme pada umumnya pun mulai berkembang.[13]
Ferdinand Cohn (1828-1898) merupakan seorang botanis berkebangsaan Breslau (sekarang Polandia).[13] Hasil penemuannya banyak berkisar tentang bakteri yang resisten terhadap panas.[13]Ketertarikannya pada kelompok bakteri ini mengarahkannya pada penemuan kelompok bakteri penghasil endospora yang resisten terhadap suhu tinggi.[13] Ferdinand Cohn juga berhasil menjelaskan siklus hidup bakteri Bacillus yang sekaligus menjelaskan mengapa bakteri ini bersifat tahan panas.[13] Selanjutnya, ia juga membuat dasar klasifikasi bakteri sederhana dan mengembangkan beberapa metode untuk mencegah kontaminasi pada kultur bakteri, seperti penggunaan kapas sebagai penutup pada labu takar, erlenmeyer, dan tabung reaksi. Metode ini kemudian digunakan oleh ilmuwan lain, Robert Koch.[13]
Robert Koch (1843-1910), seorang ahli fisika berkebangsaan Jerman, banyak melakukan penelitian mengenai penyakit yang disebabkan oleh infeksi bakteri.[13] Ilmuwan pada awalnya mempelajari penyakit antraks yang banyak menyerang hewan ternak.[14] Penyakit ini disebabkan oleh Bacillus anthracis, salah satu bakteri penghasil endospora.[14] Robert Koch juga merupakan orang pertama yang berhasil mendapatkan isolat murni Mycobacterium tuberculosis, bakteri penyebab penyakit tuberkulosis.[13][15] Berdasarkan dua penelitian mengenai penyakit ini, Robert Koch berhasil membuat Postulat Koch, sebuah teori mengenai mikroorganisme spesifik untuk penyakit yang spesfik.[13] Beliau juga berhasil menemukan metode untuk mendapatkan isolat murni dari bakteri.[13] Penemuan lainnya adalah penggunaan media kultur padat untuk menumbuhkan bakteri di luat habitat aslinya.[13] Pada awalnya ia menggunakan potongan kentangdan kemudian dikembangkan dengan menggunakan nutrien gelatin.[13] Penggunaan nutrien gelatin masih memiliki banyak kekurangan yang pada akhirnya penggunaanya digantikan dengan agar (sejenis polisakarida) yang digagas oleh istri Walter Hesse yang juga bekerja bersama Robert Koch.[13]
·        

·        

·        

·        
[sunting]Struktur sel
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Struktur sel bakteri
Struktur sel bakteri
Seperti prokariot (organisme yang tidak memiliki membran inti) pada umumnya, semua bakteri memiliki struktur sel yang relatif sederhana.[16]Sehubungan dengan ketiadaan membran inti, meteri genetik (DNA dan RNA) bakteri melayang-layang di daerah sitoplasma yang bernama nukleoid.[16]Salah satu struktur bakteri yang penting adalah dinding sel.[17] Bakteri dapat diklasifikasikan dalam dua kelompok besar berdasarkan struktur dinding selnya, yaitu bakteri gram negatif dan bakteri gram positif.[16] 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 strukturlipopolisakarida yang tebal.[16][5] Metode yang digunakan untuk membedakan kedua jenis kelompok bakteri ini dikembangkan oleh ilmuwan Denmark,Hans Christian Gram pada tahun 1884.[16]
Banyak bakteri memiliki struktur di luar sel lainnya seperti flagel dan fimbria yang digunakan untuk bergerak, melekat dan konjugasi.[17] Beberapa bakteri juga memiliki kapsul yang beperan dalam melindungi sel bakteri dari kekeringan dan fagositosis.[16] Struktur kapsul inilah yang sering kali menjadi faktor virulensi penyebab penyakit, seperti yang ditemukan pada Escherichia coli dan Streptococcus pneumoniae.[16] Bakteri juga memiliki kromosom, ribosom, dan beberapa spesies lainnya memilikigranula makanan, vakuola gas, dan magnetosom.[16] Beberapa bakteri mampu membentuk diri menjadi endospora yang membuat mereka mampu bertahan hidup pada lingkungan ekstrim.[18]Clostridium botulinum merupakan salah satu contoh bakteri penghasil endospora yang sangat tahan suhu dan tekanan tinggi, dimana bakteri ini juga termasuk golongan bakteri pengebab keracunan pada makanan kaleng.[18]
[sunting]Morfologi bakteri
Berbagai bentuk tubuh bakteri
Berdasarkan bentuknya, bakteri dibagi menjadi tiga golongan besar, yaitu:
·         Kokus (Coccus) adalah bakteri yang berbentuk bulat seperti bola dan mempunyai beberapa variasi sebagai berikut:[19][20]
·         Mikrococcus, jika kecil dan tunggal
·         Diplococcus, jka berganda dua-dua
·         Tetracoccus, jika bergandengan empat dan membentuk bujur sangkar
·         Sarcina, jika bergerombol membentuk kubus
·         Staphylococcus, jika bergerombol
·         Streptococcus, jika bergandengan membentuk rantai
·         Basil (Bacillus) adalah kelompok bakteri yang berbentuk batang atau silinder, dan mempunyai variasi sebagai berikut:[19][20]
·         Diplobacillus, jika bergandengan dua-dua
·         Streptobacillus, jika bergandengan membentuk rantai
·         Spiral (Spirilum) adalah bakteri yang berbentuk lengkung dan mempunyai variasi sebagai berikut:[19][20]
·         Vibrio, (bentuk koma), jika lengkung kurang dari setengah lingkaran (bentuk koma)
·         Spiral, jika lengkung lebih dari setengah lingkaran
·         Spirochete, jika lengkung membentuk struktur yang fleksibel.[20]
Bentuk tubuh/morfologi bakteri dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, medium, dan usia. Walaupun secara morfologi berbeda-beda, bakteri tetap merupakan sel tunggal yang dapat hidup mandiri bahkan saat terpisah dari koloninya.[20]
[sunting]Alat gerak
Gambar alat gerak bakteri: A-Monotrik; B-Lofotrik; C-Amfitrik; D-Peritrik;
Banyak spesies bakteri yang bergerak menggunakan flagel.[21] Bakteri yang tidak memiliki alat gerak biasanya hanya mengikuti pergerakan media pertumbuhannya atau lingkungan tempat bakteri tersebut berada.[21] Sama seperti struktur kapsul, flagel juga dapat menjadi agen penyebab penyakit pada beberapa spesies bakteri.[21] Berdasarkan tempat dan jumlah flagel yang dimiliki, bakteri dibagi menjadi lima golongan, yaitu:[22][21]
·         Atrik, tidak mempunyai flagel.[22][21]
·         Monotrik, mempunyai satu flagel pada salah satu ujungnya.[22][21]
·         Lofotrik, mempunyai sejumlah flagel pada salah satu ujungnya.[22][21]
·         Amfitrik, mempunyai satu flagel pada kedua ujungnya.[22][21]
·         Peritrik, mempunyai flagel pada seluruh permukaan tubuhnya.[22][21]
[sunting]Habitat
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Habitat bakteri
Bakteri merupakan mikroorganisme ubikuotus, yang berarti melimpah dan banyak ditemukan di hampir semua tempat.[2] Habitatnya sangat beragam; lingkungan perairan, tanah, udara, permukaan daun, dan bahkan dapat ditemukan di dalam organisme hidup.[2] Diperkirakan total jumlah sel mikroorganisme yang mendiami muka bumi ini adalah 5x1030.[2] Bakteri dapat ditemukan di dalam tubuh manusia, terutama di dalam saluran pencernaan yang jumlah selnya 10 kali lipat lebih banyak dari jumlah total sel tubuh manusia. [23] Oleh karena itu, kolonisasi bakteri sangatlah mempengaruhi kondisi tubuh manusia.[24]
Thermus aquatiqus, bakteri termofilik yang banyak diaplikasikan dalambioteknologi.
Terdapat beragam jenis bakteri yang mampu menghabitasi daerah saluran pencernaan manusia, terutama pada usus besar, diantaranya adalah bakteri asam laktat dan kelompok enterobacter .[5] Contoh bakteri yang biasa ditemukan adalah Lactobacillus acidophilus.[5][25] Di samping itu, terdapat pula kelompok bakteri lain, yaitu probiotik, yang bersifat menguntungkan karena dapat menunjang kesehatan dan bahkan mampu mencegah terbentuknyakanker usus besar.[26] Selain di dalam saluran pencernaan, bakteri juga dapat ditemukan di permukaan kulit, mata, mulut, dan kaki manusia.[24] Di dalam mulut dan kaki manusia terdapat kelompok bakteri yang dikenal dengan nama metilotrof, yaitu kelompok bakteri yang mampu menggunakan senyawakarbon tunggal untuk menyokong pertumbuhannya.[27][28][29] Di dalam rongga mulut, bakteri ini menggunakan senyawa dimetil sulfida yang berperan dalam menyebabkan bau pada mulut manusia.[30][31]
Beberapa kelompok mikroorganisme ini mampu hidup di lingkungan yang tidak memungkinkan organisme lain untuk hidup.[32] Kondisi lingkungan yang ekstrim ini menuntut adanya toleransi, mekanisme metabolisme, dan daya tahan sel yang unik.[2][33][34] Sebagai contoh, Thermus aquatiqus merupakan salah satu jenis bakteri yang hidup pada sumber air panas dengan kisaran suhu 60-80 oC.[2] Tidak hanya di lingkungan bersuhu tinggi, bakteri juga dapat ditemukan pada lingkungan dengan suhu yang sangat dingin.[35] Pseudomonas extremaustralis ditemukan pada Antartika dengan suhu di bawah 0 oC.[35]Di samping pengaruh ekstrim temperatur, bakteri juga dapat hidup pada berbagai lingkungan lain yang hampir tidak memungkinkan adanya kehidupan (lingkungan steril).[36] Halobacterium salinarum dan Halococcus sp. adalah contoh dari bakteri yang dapat hidup pada kondisi garam (NaCl) yang sangat tinggi (15-30%).[36][37] 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.[2]
Beberapa komunitas bakteri dapat bertahan hidup di dalam awan dengan ketingian hingga 10 kilometer. Sebuah tim peneliti menggunakan pesawat tua DC-8 yang dimodifikasi sebagai laboratorium terbang berhasil menggambil sampel sejumlah bakteri di awan dalam kondisi badai. Bakteri yang hidup dalam nukleasi es terbawa badai dan bertahan dalam ionisasi awan.[38]
[sunting]Pengaruh lingkungan terhadap bakteri
Kondisi lingkungan yang mendukung dapat memacu pertumbuhan dan reproduksi bakteri.[39] Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan reproduksi bakteri adalahsuhu, kelembapan, dan cahaya.[39] Secara umum, terdapat beberapa alat yang dapat digunakan untuk melakukan pengamatan sel bakteri terhadap berbagai parameter tersebut, sepertimikroskop optikal, mikroskop elektron, dan atomic force microscope (AFM).[39]
[sunting]Suhu
Suhu berperan penting dalam mengatur jalannya reaksi metabolisme bagi semua makhluk hidup.[2] Khususnya bagi bakteri, suhu lingkungan yang berada lebih tinggi dari suhu yang dapat ditoleransi akan menyebabkan denaturasi protein dan komponen sel esensial lainnya sehingga sel akan mati.[2] Demikian pula bila suhu lingkungannya berada di bawah batas toleransi, membran sitoplasma tidak akan berwujud cair sehingga transportasi nutrisi akan terhambat dan proses kehidupan sel akan terhenti.[2] Berdasarkan kisaran suhu aktivitasnya, bakteri dibagi menjadi 4 golongan:
·         Bakteri psikrofil, yaitu bakteri yang hidup pada daerah suhu antara 0°– 30 °C, dengan suhu optimum 15 °C.
·         Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang hidup di daerah suhu antara 15° – 55 °C, dengan suhu optimum 25° – 40 °C.
·         Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup di daerah suhu tinggi antara 40° – 75 °C, dengan suhu optimum 50 - 65 °C
·         Bakteri hipertermofil, yaitu bakteri yang hidup pada kisaran suhu 65 - 114 °C, dengan suhu optimum 88 °C.[2]
[sunting]Kelembaban relatif
Pada umumnya bakteri memerlukan kelembaban relatif (relative humidity, RH) yang cukup tinggi, kira-kira 85%.[2] Kelembaban relatif dapat didefinisikan sebagai kandungan air yang terdapat di udara.[2] Pengurangan kadar air dari protoplasma menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti, misalnya pada proses pembekuan dan pengeringan.[2] Sebagai contoh, bakteri Escherichia coliakan mengalami penurunan daya tahan dan elastisitas dinding selnya saat RH lingkungan kurang dari 84%.[39] Bakteri gram positif cenderung hidup pada kelembaban udara yang lebih tinggi dibandingkan dengan bakteri gram negatif terkait dengan perubahan struktur membran selnya yang mengandung lipid bilayer.[40]
[sunting]Cahaya
Cahaya merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri.[41] Secara umum, bakteri dan mikroorganisme lainnya dapat hidup dengan baik pada paparan cahaya normal.[41] Akan tetapi, paparan cahaya dengan intensitas sinar ultraviolet (UV) tinggi dapat berakibat fatal bagi pertumbuhan bakteri.[41]Teknik penggunaan sinar UV, sinar x, dan sinar gamma untuk mensterilkan suatu lingkungan dari bakteri dan mikroorganisme lainnya dikenal dengan teknikiradiasi yang mulai berkembang sejak awal abad ke-20.[41][5]. Metode ini telah diaplikasikan secara luas untuk berbagai keperluan, terutama pada sterilisasi makanan untuk meningkatkan masa simpan dan daya tahan.[5] Beberapa contoh bakteri patogen yang mampu dihambat ataupun dihilangkan antara lainEscherichia coli 0157:H7 and Salmonella.[5]
[sunting]Radiasi
Radiasi pada kekuatan tertentu dapat menyebabkan kelainan dan bahkan dapat bersifat letal bagi makhluk hidup, terutama bakteri.[42] Sebagai contoh padamanusia, radiasi dapat menyebabkan penyakit hati akut, katarak, hipertensi, dan bahkan kanker.[42] Akan tetapi, terdapat kelompok bakteri tertentu yang mampu bertahan dari paparan radiasi yang sangat tinggi, bahkan ratusan kali lebih besar dari daya tahan manusia tehadap radiasi, yaitu kelompokDeinococcaceae. [43] Sebagai perbandingan, manusia pada umumnya tidak dapat bertahan pada paparan radiasi lebih dari 10 Gray (Gy, 1 Gy = 100 rad), sedangkan bakteri yang termasuk dalam kelompok ini dapat bertahan hingga 5.000 Gy.[43][44]
Pada umumnya, paparan energi radiasi dapat menyebabkan mutasi gen dan putusnya rantai DNA.[45] Apabila terjadi pada intensitas yang tinggi, bakteri dapat mengalami kematian.[45]Deinococcus radiodurans memiliki kemampuan untuk bertahan terhadap mekanisme perusakan materi genetik tersebut melalui sistem adaptasi dan adanya proses perbaikan rantai DNA yang sangat efisien.[45]
[sunting]Peranan
[sunting]Bidang lingkungan
Artikel utama untuk bagian ini adalah: Bakteri pengurai, Bakteri nitrifikasi, Bakteri denitrifikasi, dan Bakteri nitrogen
Keanekaragaman bakteri dan jalur metabolismenya menyebabkan bakteri memiliki peranan yang besar bagi lingkungan.[5] Sebagai contoh, bakteri saprofit menguraikan tumbuhan atau hewan yang telah mati dan sisa-sisa atau kotoran organisme.[5] Bakteri tersebut menguraikan protein, karbohidrat dan senyawa organik lain menjadi CO2, gas amoniak, dan senyawa-senyawa lain yang lebih sederhana.[5] Contoh bakteri saprofit antara lain Proteus dan Clostridium.[5] Tidak hanya berperan sebagai pengurai senyawa organik, beberapa kelompok bakteri saprofit juga merupakan patogen oportunis.[5]
Frankia alni, salah satu bakteri pengikat N2 yang berasosiasi dengan tanaman membentuk bintil akar.
Kelompok bakteri lainnya berperan dalam siklus nitrogen, seperti bakteri nitrifikasi.[2] Bakteri nitrifikasi adalah kelompok bakteri yang mampu menyusun senyawa nitrat dari senyawa amonia yang pada umumnya berlangsung secara aerob di dalam tanah.[46] Kelompok bakteri ini bersifat kemolitotrof.[46]Nitrifikasi terdiri atas dua tahap yaitu nitritasi (oksidasi amonia (NH4) menjadi nitrit (NO2-)) dan nitratasi (oksidasi senyawa nitrit menjadi nitrat (NO3)).[46]Dalam bidang pertanian, nitrifikasi sangat menguntungkan karena menghasilkan senyawa yang diperlukan oleh tanaman yaitu nitrat.[46] Setelah reaksi nitrifikasi selesai, akan terjadi proses dinitrifikasi yang dilakukan oleh bakteri denitrifikasi.[46] Denitrifikasi sendiri merupakan reduksi anaerobik senyawanitrat menjadi nitrogen bebas (N2) yang lebih mudah diserap dan dimetabolisme oleh berbagai makhluk hidup.[2] Contoh bakteri yang mampu melakukan metabolisme ini adalah Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas aeruginosa, and Paracoccus denitrificans.[47] Di samping itu, reaksi ini juga menghasilkan nitrogen dalam bentuk lain, seperti dinitrogen oksida (N2O).[2] Senyawa tersebut tidak hanya dapat berperan penting bagi hidup berbagai organisme, tetapi juga dapat berperan dalam fenomena hujan asam dan rusaknya ozon.[2] Senyawa N2O akan dioksidasi menjadi senyawa NO dan selanjutnya bereaksi dengan ozon (O3) membentuk NO2- yang akan kembali ke bumi dalam bentuk hujan asam (HNO2).[2]
Di bidang pertanian dikenal adanya suatu kelompok bakteri yang mampu bersimbiosis dengan akar tanaman atau hidup bebas di tanah untuk membantu penyuburan tanah.[5] Kelompok bakteri ini dikenal dengan istilah bakteri pengikat nitrogen atau singkatnya bakteri nitrogen. Bakteri nitrogen adalah kelompok bakteri yang mampu mengikat nitrogen (terutaman N2) bebas di udara dan mereduksinya menjadi senyawa amonia (NH4) dan ion nitrat (NO3-) oleh bantuan enzim nitrogenase.[48][49]Kelompok bakteri ini biasanya bersimbiosis dengan tanaman kacang-kacangan dan polong untuk membentuk suatu simbiosis mutualisme berupa nodul atau bintil akar untuk mengikat nitrogen bebas di udara yang pada umumnya tidak dapat digunakan secara langsung oleh kebanyakan organisme.[49][2] Secara umum, kelompok bakteri ini dikenal dengan istilah rhizobia, termasuk di dalamnya genus bakteri Rhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Photorhizobium, dan Sinorhizobium.[2] Contoh bakteri nitrogen yang hidup bersimbiosis dengan tanaman polong-polongan yaitu Rhizobium leguminosarum, yang hidup di akar membentuk nodul atau bintil-bintil akar.[2]
[sunting]Bidang pangan
Terdapat beberapa kelompok bakteri yang mampu melakukan proses fermentasi dan hal ini telah banyak diterapkan pada pengolahan berbagi jenis makanan.[5] Bahan pangan yang telah difermentasi pada umumnya akan memiliki masa simpan yang lebih lama, juga dapat meningkatkan atau bahkan memberikan cita rasa baru dan unik pada makanan tersebut.[5] Beberapa makanan hasil fermentasi dan mikroorganisme yang berperan:
No.
Nama produk atau makanan
Bahan baku
Bakteri yang berperan
1.
Yoghurt
susu
2.
Mentega
susu
3.
Terasi
ikan
4.
Asinan buah-buahan
buah-buahan
5.
Sosis
daging
6.
Kefir
susu

Beberapa spesies bakteri pengurai dan patogen dapat tumbuh di dalam makanan.[50] Kelompok bakteri ini mampu memetabolisme berbagai komponen di dalam makanan dan kemudian menghasilkan metabolit sampingan yang bersifat racun.[50] Clostridium botulinum, menghasilkan racun botulinin, seringkali terdapat pada makanan kalengan dan kini senyawa tersebut dipakai sebagai bahan dasar botox.[50] Beberapa contoh bakteri perusak makanan:
·         Burkholderia gladioli (sin. Pseudomonas cocovenenans), menghasilkan asam bongkrek, terdapat pada tempe bongkrek[51]
·         Leuconostoc mesenteroides, penyebab pelendiran makanan, penurunan pH, dan pembentukkan gas.[52]
[sunting]Bidang kesehatan
Tidak hanya di bidang lingkungan dan pangan, bakteri juga dapat memberikan manfaat dibidang kesehatan. Antibiotik merupakan zat yang dihasilkan oleh mikroorganisme dan mempunyai daya hambat terhadap kegiatan mikroorganisme lain dan senyawa ini banyak digunakan dalam menyembuhkan suatu penyakit.[5] Beberapa bakteri yang menghasilkan antibiotik adalah:
·         Streptomyces griseus, menghasilkan antibiotik streptomycin[2]
·         Streptomyces aureofaciens, menghasilkan antibiotik tetracycline[2]
·         Streptomyces venezuelae, menghasilkan antibiotik chloramphenicol[2]
·         Penicillium, menghasilkan antibiotik penisilin[5]
·         Bacillus polymyxa, menghasilkan antibiotik polymixin.[5]
Terlepas dari peranannya dalam menghasilkan antibiotik, banyak jenis bakteri yang justru bersifat patogen.[53] Pada manusia, beberapa jenis bakteri yang sering kali menjadi agen penyebab penyakit adalah Salmonella enterica subspesies I serovar Typhi yang menyebabkan penyakit tifus, Mycobacterium tuberculosis yang menyebabkan penyakit TBC, dan Clostridium tetani yang menyebabkan penyakit tetanus.[54][55] Bakteri patogen juga dapat menyerang hewan ternak, seperti Brucella abortus yang menyebabkan brucellosis pada sapi dan Bacillus anthracis yang menyebabkan antraks.[56] Untuk infeksi pada tanaman yang umum dikenal adalah Xanthomonas oryzae yang menyerang pucuk batang padi dan Erwinia amylovora yang menyebabkan busuk pada buah-buahan.[57]
[sunting]Dekomposisi
Dekomposisi buah persik setelah 6 hari.
Proses degradasi jasad makhluk hidup dilakukan oleh banyak organisme, salah satunya adalah bakteri. Beberapa jenis bakteri, terutama bakteriheterotrof, mampu mendegradasi senyawa organik dan menggunakannya untuk menunjang pertumbuhannya.[58] Proses dekomposisi ini dibantu oleh beberapa jenis enzim untuk memecah makromolekul, seperti karbohidrat, protein, dan lemak, untuk dipecah menjadi senyawa yang lebih sederhana. Sebagai contoh, enzim protease digunakan untuk memecah protein menjadi senyawa lebih sederhana, seperti asam amino.[58] Proses dekomposisi ini juga berperan dalam pengembalian unsur-unsur, terutama karbon dan nitrogen, ke alam untuk masuk ke dalam siklus lagi.[59]
Dekomposisi jasad makhluk hidup dimulai oleh bakteri yang hidup di dalam tubuh manusia, dimulai dari jaringan-jaringan otot.[59] Proses ini dipercepat saat tubuh telah dikuburkan. Reaksi pertama dalam dekomposisi ini adalah hidrolisis protein oleh protease membentuk asam amino.[59] Selanjutnya, asam amino akan diubah menjadi asam asetat, gas hidrogen, gas nitrogen, dan karbon dioksida sehingga pH lingkungan akan turun menjadi 4-5.[59]Reaksi ini dilakukan oleh bakteri acetogen. Pada tahap akhir, semua senyawa tersebut diubah menjadi gas metana oleh metanogen.[59]


Bakteri merupakan organisme yang paling banyak jumlahnya dan lebih tersebar luas dibandingkan mahluk hidup yang lain .
Bakteri memiliki ratusan ribu spesies yang hidup di darat hingga lautan dan pada tempat-tempat yang ekstrim.
Bakteri ada yang menguntungkan tetapi ada pula yang merugikan. Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannya dengan mahluk hidup yang lain. Bakteri adalah organisme uniselluler dan prokariot serta umumnya tidak memiliki klorofil dan berukuran renik (mikroskopis).
Ciri-ciri Bakteri
Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannnya dengan mahluk hidup lain yaitu :
1. Organisme multiselluler
2. Prokariot (tidak memiliki membran inti sel )
3. Umumnya tidak memiliki klorofil
4. Memiliki ukuran tubuh yang bervariasi antara 0,12 s/d ratusan mikron umumnya memiliki ukuran rata-rata 1 s/d 5 mikron.
5. Memiliki bentuk tubuh yang beraneka ragam
6. Hidup bebas atau parasit
7. Yang hidup di lingkungan ekstrim seperti pada mata air panas,kawah atau gambut dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan
8. Yang hidupnya kosmopolit diberbagai lingkungan dinding selnya mengandung peptidoglikan
Struktur Bakteri
Struktur bakteri terbagi menjadi dua yaitu:
1. Struktur dasar (dimiliki oleh hampir semua jenis bakteri)
Meliputi: dinding sel, membran plasma, sitoplasma, ribosom, DNA, dan granula penyimpanan
2. Struktur tambahan (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu)
Meliputi kapsul, flagelum, pilus, fimbria, klorosom, Vakuola gas dan endospora.
Struktur dasar sel bakteri
struktur-bakteri1
Struktur dasar bakteri :
1. Dinding sel tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein dan polisakarida (ketebalan peptidoglikan membagi bakteri menjadi bakteri gram positif bila peptidoglikannya tebal dan bakteri gram negatif bila peptidoglikannya tipis).
2. Membran plasma adalah membran yang menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan fosfolipid dan protein.
3. Sitoplasma adalah cairan sel.
4. Ribosom adalah organel yang tersebar dalam sitoplasma, tersusun atas protein dan RNA.
5. Granula penyimpanan, karena bakteri menyimpan cadangan makanan yang dibutuhkan.
granula
Struktur tambahan bakteri :
1. Kapsul atau lapisan lendir adalah lapisan di luar dinding sel pada jenis bakteri tertentu, bila
lapisannya tebal disebut kapsul dan bila lapisannya tipis disebut lapisan lendir. Kapsul dan lapisan lendir tersusun atas polisakarida dan air.
2. Flagelum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel.
3. Pilus dan fimbria adalah struktur berbentuk seperti rambut halus yang menonjol dari dinding sel, pilus mirip dengan flagelum tetapi lebih pendek, kaku dan berdiameter lebih kecil dan tersusun dari protein dan hanya terdapat pada bakteri gram negatif. Fimbria adalah struktur sejenis pilus tetapi lebih pendek daripada pilus.
4. Klorosom adalah struktur yang berada tepat dibawah membran plasma dan mengandung pigmen klorofil dan pigmen lainnya untuk proses fotosintesis. Klorosom hanya terdapat pada bakteri yang melakukan fotosintesis.
5. Vakuola gas terdapat pada bakteri yang hidup di air dan berfotosintesis.
6. Endospora adalah bentuk istirahat (laten) dari beberapa jenis bakteri gram positif dan terbentuk didalam sel bakteri jika kondisi tidak menguntungkan bagi kehidupan bakteri. Endospora mengandung sedikit sitoplasma, materi genetik, dan ribosom. Dinding endospora yang tebal tersusun atas protein dan menyebabkan endospora tahan terhadap kekeringan, radiasi cahaya, suhu tinggi dan zat kimia. Jika kondisi lingkungan menguntungkan endospora akan tumbuh menjadi sel bakteri baru.
Bentuk Bakteri
Bentuk dasar bakteri terdiri atas bentuk bulat (kokus), batang (basil),dan spiral (spirilia) serta terdapat bentuk antara kokus dan basil yang disebut kokobasil.
Berbagai macam bentuk bakteri :
1. Bakteri Kokus :
kokus
a. Monokokus
yaitu berupa sel bakteri kokus tunggal
b. Diplokokus
yaitu dua sel bakteri kokus berdempetan
c. Tetrakokus yaitu empat sel bakteri kokus berdempetan berbentuk segi empat.
d. Sarkina yaitu delapan sel bakteri kokus berdempetan membentuk kubus
e. Streptokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan membentuk rantai.
f. Stapilokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan seperti buah anggur
2. Bakteri Basil :
basil
a. Monobasil
yaitu berupa sel bakteri basil tunggal
b. Diplobasil yaitu berupa dua sel bakteri
basil berdempetan
c. Streptobasil yaitu beberapa sel bakteri basil berdempetan membentuk rantai
3. Bakteri Spirilia :
spirilia
a. Spiral yaitu bentuk sel bergelombang
b. Spiroseta yaitu bentuk sel seperti sekrup
c. Vibrio yaitu bentuk sel seperti tanda baca koma
Alat Gerak Bakteri
Alat gerak pada bakteri berupa flagellum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel. Flagellum memungkinkan bakteri bergerak menuju kondisi lingkungan yang menguntungkan dan menghindar dari lingkungan yang merugikan bagi kehidupannya.
Flagellum memiliki jumlah yang berbeda-beda pada bakteri dan letak yang berbeda-beda pula yaitu
1. Monotrik : bila hanya berjumlah satu
2. Lofotrik : bila banyak flagellum disatu sisi
3. Amfitrik : bila banyak flagellum dikedua ujung
4. Peritrik : bila tersebar diseluruh permukaan sel bakteri
Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri
Pertumbuhan pada bakteri mempunyai arti perbanyakan sel dan peningkatan ukuran populasi.
Faktor–faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri atau kondisi untuk pertumbuhan optimum adalah :
1. Suhu
2. Derajat keasaman atau pH
3. Konsentrasi garam
4. Sumber nutrisi
5. Zat-zat sisa metabolisme
6. Zat kimia
Hal tersebut diatas bervariasi menurut spesies bakterinya.
Cara Perkembangbiakan bakteri:
Bakteri umumnya melakukan reproduksi atau berkembang biak secara aseksual (vegetatif = tak kawin) dengan membelah diri. Pembelahan sel pada bakteri adalah pembelahan biner yaitu setiap sel membelah menjadi dua.
Reproduksi bakteri secara seksual yaitu dengan pertukaran materi genetik dengan bakteri lainnya.
Pertukaran materi genetik disebut rekombinasi genetik atau rekombinasi DNA.
Rekombinasi genetik dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu:
1. Transformasi adalah pemindahan sedikit materi genetik, bahkan satu gen saja dari satu sel bakteri ke sel bakteri yang lainnya.
transformasi
2. Transduksi adalah pemindahan materi genetik satu sel bakteri ke sel bakteri lainnnya dengan perantaraan organisme yang lain yaitu bakteriofage (virus bakteri).
transduksi
3. Konjugasi adalah pemindahan materi genetik berupa plasmid secara langsung melalui kontak sel dengan membentuk struktur seperti jembatan diantara dua sel bakteri yang berdekatan. Umumnya terjadi pada bakteri gram negatif.
konjugasi
Peranan Bakteri
Dalam kehidupan manusia bakteri mempunyai peranan yang menguntungkan maupun yang merugikan.
Bakteri yang menguntungkan adalah sebagai berikut :
1. Pembusukan (penguraian sisa-sisa mahluk hidup contohnya Escherichia colie).
2. Pembuatan makanan dan minuman hasil fermentasi contohnya Acetobacter pada pembuatan asam cuka, Lactobacillus bulgaricus pada pembuatan yoghurt, Acetobacter xylinum pada pembuatan nata de coco dan Lactobacillus casei pada pembuatan keju yoghurt.
3. Berperan dalam siklus nitrogen sebagai bakteri pengikat nitrogen yaitu Rhizobium leguminosarum yang hidup bersimbiosis dengan akar tanaman kacang-kacangan dan Azotobacter chlorococcum.
4. Penyubur tanah contohnya Nitrosococcus dan Nitrosomonas yang berperan dalam proses nitrifikasi menghasilkan ion nitrat yang dibutuhkan tanaman.
5. Penghasil antibiotik contohnya adalah Bacillus polymyxa (penghasil antibiotik polimiksin B untuk pengobatan infeksi bakteri gram negatif, Bacillus subtilis penghasil antibioti untuk pengobatan infeksi bakteri gram positif,Streptomyces griseus penghasil antibiotik streptomisin untuk pengobatan bakteri gram negatif termasuk bakteri penyebab TBC dan Streptomyces rimosus penghasil antibiotik terasiklin untuk berbagai bakteri.
6. Pembuatan zat kimia misalnya aseton dan butanol oleh Clostridium acetobutylicum
7. Berperan dalam proses pembusukan sampah dan kotoran hewan sehinggga menghasilkan energi alternatif metana berupa biogas. Contohnya methanobacterium
8. Penelitian rekayasa genetika dalam berbagai bidang.sebagai contoh dalam bidang kedokteran dihasilkan obat-obatan dan produk kimia bermanfaat yang disintesis oleh bakteri, misalnya enzim, vitamin dan hormon.
Bakteri yang merugikan sebagai berikut :
1. Pembusukan makanan contohnya Clostridium botulinum
2. Penyebab penyakit pada manusia contohnya Mycobacterium tuberculosis ( penyebab penyakit TBC ), Vibrio cholerae ( penyebab kolera atau muntaber ), Clostridium tetani (penyebab penyakit tetanus ) dan Mycobacterium leprae (penyebab penyakit lepra )
3. Penyebab penyakit pada hewan contohnya Bacilluc antrachis (penyebab penyakit antraks pada sapi )
4
. Penyebab penyakit pada tanaman budidaya contohnya Pseudomonas solanacearum (penyebab penyakit pada tanaman tomat, lombok, terung dan tembakau) serta Agrobacterium tumafaciens (penyebab tumor pada tumbuhan)