A. Klasifikasi Prokariotik
Berdasarkan klasifikasi yang dibuat oleh Carl Woese yang mengacu pada analisis variasi RNAr organisme prokariotik ini secara fundamental dipisahkan menjadi dua kelompok yang berbeda, yaitu Archaebacteria dan Eubacteria.
1. Archaebacteria
Karakteristik yang dimilik oleh Archaebacteria antara lain:
a. sel penyusun tubuhnya bertipe prokariotik;
b. memiliki simpleRNA polymerase;
c. dinding sel bukan dari peptidoglikan;
d. tidak memiliki membran nukleus dan tidak memiliki organel sel;
e. ARNt nya berupa metionin;
f. sensitive terhadap toksin dipteri.
Berdasarkan habitatnya Archaaebacteria dikelompokkan menjadi 3, yaitu kelompok methanogen, halofit ekstrim(suka garam) dan termo asidofil (suka panas dan asam).
A. Methanogen
Methanogen ini hidupnya bersifat anaerob atau tidak memerlukan oksigen dan heterotrof, dapat menghasilkan methan (CH4), tempat hidupnya di lumpur, rawa-rawa, saluran pencernaan anai-anai (rayap), saluran pencernaan sapi, saluran pencernaan manusia dan lain-lain.
Contoh:
– Lachnospira multiparus, organisme ini mampu menyederhanakan pektin
– Ruminococcus albus, organisme ini mampu menghidrolisis selulosa
– Succumonas amylotica, memiliki kemampuan menguraikan amilum.
– Methanococcus janashii, penghasil gas methane
B. Halofit ekstrim
Sebagian besar mikroorganisme ini bersifat aerob heterotrof meskipun ada yang bersifat anaerob dan fotosintetik dengan pigmen yang dimilikinya berupa bakteriorodopsin. Habitat pada lingkungan berkadar garam tinggi, seperti di danau Great Salt (danau garam), Laut Mati, atau di dalam makanan yang bergaram.
C. Thermo asidofil
Archaebacteria merupakan organisme uniseluler, tak berklorofilprokariot, hidup pada lingkungan yang ekstrim Thermoasidofil merupakan mikroorganisme kemoautotrof yang dapat memanfaatkan H2S sebagai sumber energi. Hidup di lingkungan panas (60 – 80)o C dan pH 2 – 4, habitat di sumber air panas seperti Sulfolobus di taman nasional Yellow stone atau kawah gunung berapi di dasar laut.
2. Eubacteria
Eubakteria disebut juga bakteri sejati, sama dengan archaebacteria yang bersifat prokariotik. Ciri-ciri yang dimiliki oleh bakteri ini antara lain:
-memiliki dinding sel yang mengandung peptidoglikan
-telah mempunyai organel sel berupa ribosom yang mengandung satu jenis ARN polymerase
-membran plasmanya mengandung lipid dan ikatan ester
sel bakteri memiliki kemampuan untuk mensekresikan lendir ke permukaan dinding selnya, lendir ini jika terakumulasi akan dapat membentuk kapsul dan kapsul inilah sebagai pelindung untuk mempertahankan diri jika kondisi lingkungan tidak menguntungkan baginya. Bakteri yang berkapsul biasanya lebih patogen dari pada yang tidak memiliki kapsul
Berdasarkan klasifikasi yang dibuat oleh Carl Woese yang mengacu pada analisis variasi RNAr organisme prokariotik ini secara fundamental dipisahkan menjadi dua kelompok yang berbeda, yaitu Archaebacteria dan Eubacteria.
1. Archaebacteria
Karakteristik yang dimilik oleh Archaebacteria antara lain:
a. sel penyusun tubuhnya bertipe prokariotik;
b. memiliki simpleRNA polymerase;
c. dinding sel bukan dari peptidoglikan;
d. tidak memiliki membran nukleus dan tidak memiliki organel sel;
e. ARNt nya berupa metionin;
f. sensitive terhadap toksin dipteri.
Berdasarkan habitatnya Archaaebacteria dikelompokkan menjadi 3, yaitu kelompok methanogen, halofit ekstrim(suka garam) dan termo asidofil (suka panas dan asam).
A. Methanogen
Methanogen ini hidupnya bersifat anaerob atau tidak memerlukan oksigen dan heterotrof, dapat menghasilkan methan (CH4), tempat hidupnya di lumpur, rawa-rawa, saluran pencernaan anai-anai (rayap), saluran pencernaan sapi, saluran pencernaan manusia dan lain-lain.
Contoh:
– Lachnospira multiparus, organisme ini mampu menyederhanakan pektin
– Ruminococcus albus, organisme ini mampu menghidrolisis selulosa
– Succumonas amylotica, memiliki kemampuan menguraikan amilum.
– Methanococcus janashii, penghasil gas methane
B. Halofit ekstrim
Sebagian besar mikroorganisme ini bersifat aerob heterotrof meskipun ada yang bersifat anaerob dan fotosintetik dengan pigmen yang dimilikinya berupa bakteriorodopsin. Habitat pada lingkungan berkadar garam tinggi, seperti di danau Great Salt (danau garam), Laut Mati, atau di dalam makanan yang bergaram.
C. Thermo asidofil
Archaebacteria merupakan organisme uniseluler, tak berklorofilprokariot, hidup pada lingkungan yang ekstrim Thermoasidofil merupakan mikroorganisme kemoautotrof yang dapat memanfaatkan H2S sebagai sumber energi. Hidup di lingkungan panas (60 – 80)o C dan pH 2 – 4, habitat di sumber air panas seperti Sulfolobus di taman nasional Yellow stone atau kawah gunung berapi di dasar laut.
2. Eubacteria
Eubakteria disebut juga bakteri sejati, sama dengan archaebacteria yang bersifat prokariotik. Ciri-ciri yang dimiliki oleh bakteri ini antara lain:
-memiliki dinding sel yang mengandung peptidoglikan
-telah mempunyai organel sel berupa ribosom yang mengandung satu jenis ARN polymerase
-membran plasmanya mengandung lipid dan ikatan ester
sel bakteri memiliki kemampuan untuk mensekresikan lendir ke permukaan dinding selnya, lendir ini jika terakumulasi akan dapat membentuk kapsul dan kapsul inilah sebagai pelindung untuk mempertahankan diri jika kondisi lingkungan tidak menguntungkan baginya. Bakteri yang berkapsul biasanya lebih patogen dari pada yang tidak memiliki kapsul
Sitoplasma bakteri terdiri dari protein,
karbohidrat, lemak, ion organik, kromatofora, juga terdapat organel sel
kecilkecil yang disebut ribosom dan asam nukleat sebagai penyusun ADN dan ARN
- Bakteri dibagi menjadi beberapa kelompok antara lain:
a. Berdasarkan cara memperoleh makanan, yaitu autotrof dan juga yang heterotrof.
b. Berdasarkan kebutuhan oksigennya dibedakan menjadi bakteri aerob dan anaerob.
c. Berdasarkan alat geraknya ada yang memiliki alat gerak berupa flagel ada juga yang tidak berflagel.
d. Pengelompokan berdasarkan bentuknya ada yang berbentuk batang, bola, dan spiral.
Penjelasan lebih lanjut pengelompokkan bakteri berdasarkan alat gerak dan bentuknya dapat kalian perhatikan pada Tabel 3.1 dan Tabel 3.2.
- Pengelompokan bakteri berdasarkan cara memperoleh makanan:
a. Bakteri autotrof
Bakteri jenis ini dapat menyusun makanan untuk kebutuhannya sendiri dengan cara mensintesis zat-zat anorganik menjadi zat organik. Jika energi untuk penyusunan tersebut bersumber dari cahaya matahari maka bakteri tersebut dikenal dengan sebutan fotoautotrof dan apabila energi untuk penyusunan zat organik berasal dari hasil reaksi kimia disebut kemoautotrof.
Contoh bakteri fotoautotrof:
– Bakteri hijau, bakteri ini memiliki pigmen hijau yang dinamakan bakterioviridin atau bakterioklorofil.
– Bakteri ungu, memiliki pigmen ungu, merah atau kuning disebut bakteriopurpurin
Contoh bakteri kemoautotrof:
– Bakteri nitrifikasi, yang terdiri Nitrosomonas,
Nitrosococcus, Nitrobacter.
– Nitrospira, Nitrosocystis.
b. Bakteri heterotrof
Bakteri tipe ini tidak dapat mengubah zat anorganik menjadi zat organik, sehingga untuk keperluan makannya bergantung pada zat organik yang ada di sekitarnya. Bakteri heterotrof dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu:
– Parasit, bakteri yang kebutuhan zat makanan tergantung pada organisme lain. Contoh: Treponema hidup pada manusia, Borrelia hidup pada hewan dan manusia.
– Saprofit, bakteri yang memperoleh makanan dari sisasisa zat organik. Bakteri jenis ini memiliki kemampuan untuk merombak zat organik menjadi zat anorganik.
Contoh: Bakteri Escherichia coli yang hidup pada colon (usus besar) manusia. Dalam keadaan tertentu dapat mengubah asam semut menjadi CO2 dan H2O. Thiobacillus denitrificans dapat menguraikan senyawa nitrat menjadi nitrit.
B. Reproduksi Bakteri
Bakteri berkembangbiak dengan cara membelah diri secara biner. Pada kondisi yang menguntungkan bakteri membelah dengan sangat cepat, yaitu antara 15 – 20 menit. Sehingga dalam waktu satu hari jumlahnya menjadi jutaan.
Selain dengan pembelahan biner juga dapat berkembangbiak secara seksual yang
berbeda dengan perkembangbiakan organisme eukariota. Ada yang menyebutnya
paraseksual, yaitu bukan merupakan peleburan gamet jantan dan gamet betina,
tetapi berupa pertukaran materi genetik yang disebut dengan rekombinasi
genetik. ADN yang terbentuk hasil rekombinasi kedua gen tersebut dinamakan gen
rekombinan. Rekombinasi genetik ini dibedakan menjadi tiga cara, yaitu:
transformasi, transduksi, dan konjugasi.
1. Transformasi
Dengan ditemukannya transformasi pada bakteri dapat dibuktikan bahwa ADN merupakan bahan genetik. Selanjutnya penemuan ini menjadi kunci dalam biologi molekul dan genetika modern.
Pada proses transformasi fragmen ADN bebas bakteri dimasukkan ke dalam sel bakteri resepien (penerima), selanjutnya fragmen ADN ini bersatu dengan genom resepien. Hanya strain-strain kompeten (“Competent”) dari generagenera bakteri tertentu yang dapat ditransformasikan. Strain kompeten ialah suatu sel bakteri yang dapat mengambil suatu molekul ADN dan mentransformasikannya, misalnya: Streptococcus pneumonia, Bacillus, Haemopphilus, Neisseria dan Pseudomonas.
Mekanisme transformasi sebagai berikut ADN donor ditarik oleh sel resepien, kemudian ADN donor terpisah menjadi dua, ADN resepien sebagian lepas meninggalkan tempatnya, selanjutnya ADN donor menggantikan tempat ADN resepien yang ditinggalkannya tersebut. Sehingga terbentuklah ADN rekombinan hasil hibrid antara ADN donor dengan ADN resepien. Selanjutnya ADN rekombinan melakukan replikasi untuk berkembang biak. Proses transformasi ini diketahui pertama kali oleh Frederick Griffith.
2. Transduksi
Proses transduksi ini diketemukan oleh Norton Zinder dan Joshua Lederberg pada tahun 1952. Reproduksi bakteri cara ini tidak melalui kontak langsung dua bakteri, tetapi diperlukan adanya materi sebagai perantara yaitu virus yang hidup pada inang bakteri (Bacteriofage).
3. Konjugasi
Pada proses konjugasi diperlukan kontak langsung antara sel donor dengan sel resepien agar terjadi pemindahan bahan genetik. Pada proses konjugasi dapat dipindahkan bahan genetik yang lebih panjang. Kemampuan untuk bertindak sebagai donor atau resepien ditentukan oleh materi genetik disebut faktor kelamin (“faktor seks”) atau faktor F. Sel resepien dinyatakan dengan F. Proses konjugasi hanya dapat ditunjukkan pada bakteri Gram negatip, misalnya: Escherichia, Shigella, Salmonella, Pseudomonas aeruginea. Pertumbuhan bakteri dipengaruhi beberapa faktor antara lain: suhu, kelembaban, cahaya matahari, zat kimia, ketersediaan cadangan makanan dan zat sisa metabolisme.
C. Peranan Bakteri Bagi Kehidupan
Berbagai bakteri yang menguntungkan antara lain:
1. Bacillus thuringensis, sebagai agensia pengendali hayati bagi tanaman kobis, kapas, jagung, tembakau, dan pemberantasan nyamuk vektor penyakit malaria dan demam berdarah.
2. Agrobacterium tumefaciens untuk pembuatan tanaman transgenik, baik untuk tujuan resistensi terhadap hama dan penyakit, daya simpan produk, maupun untuk peningkatan nutrisi.
3. Rhizobium leguminosarum, hidup pada bintil-bintil akar tanaman Leguminoceae dan mampu mengikat nitrogen bebas dari udara, sehingga dapat menyuburkan tanaman. Jenis lain yang mampu memfiksasi nitrogen adalah Azotobacter.
4. Bakteri Nitrosococcus, Nitrosomonas, dan Nitrobacter berperan dalam menyuburkan tanaman.
5. Lactobacillus bulgaricus untuk membuat youghurt.
6. Acetobacter xylinum untuk membuat nata de coco dari air kelapa.
7. Bacillus brevis untuk menghasilkan antibiotic tirotrisin, Bacillus polymyxa menghasilkan polimiksin, Bacillus substilis, mengasilkan basitrasin.
8. Methanobacterim berperan dalam pembuatan bio gas sebagai bahan bakar.
Bakteri yang merugikan antara lain seperti pada tabel berikut.
C. Cyanobacteria
Anabaena- Cyanobacteria yang
berbentuk filamen.
berbentuk filamen.
Cyanobacteria juga disebut ganggang hijau
biru karena berwarna hijau kebiruan. Cyanobacteria merupakan kelompok bakteri
yang mempunyai klorofil di dalam sitoplasmanya sehingga dapat melakukan
fotosintesis. Cyanobacteria dapat ditemukan hampir di semua tempat yang lembab
seperti tanah yang lembab, perakaran tanaman, dan hampir di semua lingkungan perairan,
dari mata air panas sampai ke danau beku di Antartika. Namun Cyanobacteria
tidak ditemukan pada lingkungan perairan yang asam.
1. Ciri dan Struktur Cyanobacteria
Ciri dan struktur Cyanobacteria menyerupai
bakteri pada umumnya. Semua Cyanobacteria mengandung klorofil a seperti pada
tumbuhan tingkat tinggi. Klorofil pada bakteri disebut bakterioklorofil. Selain
klorofil a, Cyanobacteria mempunyai beberapa pigmen tambahan termasuk
karotenoid. Warna biru pada Cyanobacteria disebabkan oleh pigmen biru atau
fikosianin. Beberapa jenis Cyanobacteria juga mempunyai pigmen merah atau
fikoeritrin di dalam selnya. Klorofil dan pigmen-pigmen tambahan itu tidak
terdapat dalam plastida, melainkan tersebar pada sistem membran sel.
Dinding sel Cyanobacteria tidak mengandung
selulosa, tetapi tersusun dari peptidoglikan seperti dinding sel bakteri. Jika
dites dengan pewarna gram, dinding sel Cyanobacteria menunjukkan sifat sebagai
gram negatif. Cyanobacteria menyimpan cadangan makanan berupa polisakarida yang
disebut sianofisin. Selain karbohidrat, Cyanobacteria juga menyimpan lemak dan
protein. Sel-sel Cyanobacteria tidak mempunyai silia, flagela, maupun
alat penggerak yang lain. Namun demikian beberapa Cyanobacteria yang berbentuk
filamen dapat bergerak.
Semua Cyanobacteria berukuran mikroskopis,
namun sering tumbuh dalam kelompok yang besar sehingga panjangnya dapat
mencapai lebih dari satu meter. Cyanobacteria ada yang hidup uniseluler dan ada
yang berkoloni. Contoh Cyanobacteria uniseluler adalah Croococcus dan Gloeocapsa.
Koloni Cyanobacteria dapat berbentuk seperti benang atau filamen,
bercabang-cabang, atau tidak beraturan. Setiap sel dalam koloni
bereproduksidengan membelah. Sel baru yang dihasilkan dapat tetap berkoloni
atau melepaskan diri dan membentuk koloni yang terpisah. Pada Cyanobacteria
yang berkoloni, sel satu dengan yang lain saling melekat pada dinding selnya
tanpa ada hubungan sitoplasma. Jadi setiap sel dalam koloni tetap hidup secara
mandiri. Contoh Cyanobacteria berkoloni adalah Polycistisdan Spirulina.
2. Reproduksi Cyanobacteria
Reproduksi Cyanobacteria uniseluler adalah
dengan pembelahan sel. Cyanobacteria yang berkoloni melakukan reproduksi dengan
fragmentasi. Fragmen multiseluler yang dihasilkannya disebut hormogonium. Pada
Cyanobacteria yang berkoloni berbentuk filamen, misalnya Nostoc dan Anabaena,
dapat membentuk heterosista, yaitu sel-sel berukuran lebih besar dengan dinding
berlapis banyak yang berbeda dengan sel-sel di sekitarnya. Di dalam sel ini
terletak tilakoid yang tertata dalam pola konsentris. Heterosista dapat
melepaskan diri dari filamen induknya dan tumbuh menjadi individu baru. Pada
keadaan lingkungan yang tidak menguntungkan, sel-sel vegetatif Cyanobacteria
dapat berubah menjadi spora berdinding tebal yang disebut akinet. Di dalam
akinet terkonsentrasi cadangan karbohidrat sianofisin yang mengandung protein.
Akinet sangat tahan terhadap lingkungan yang kurang baik dan masih dapat
berkecambah untuk menghasilkan individu baru setelah melampaui masa dorman yang
lama, mencapai 87 tahun. Pada Cyanobacteria juga ditemukan rekombinasi genetik
seperti pada bakteri.
3. Peran Cyanobacteria dalam Kehidupan
Beberapa Cyanobacteria berperan sebagai
plankton di lautan. Jenis Cyanobacteria yang lain hidup di air tawar.
Cyanobacteria yang hidup di sekitar mata air panas sering membentuk lapisan
endapan kapur yang tebal di sekitar koloninya. Beberapa jenis Cyanobacteria
dapat menambat nitrogen misalnya Nostoc, sehingga dapat hidup di bebatuan dan
tanah yang tandus. Cyanobacteria yang bersimbiosis dengan tumbuhan air dapat
menyuburkan perairan. Contohnya Anabaena azolae yang bersimbiosis dengan Azola
pinata. Cyanobacteria lain mampu mengikat nitrogen bebas adalah Nostoc, dan
Gloeocapsa. Cyanobacteria dapat bersimbiosis dengan amoeba, protozoa berflagela,
diatom, alga hijau tak berklorofil, Cyanobacteria yang lain, tumbuhan tingkat
tinggi, dan cendawan. Beberapa jenis Cyanobacteria dikembangkan sebagai sumber
makanan atau protein sel tunggal. Salah satu jenis yang populer adalah
Spirulina yang mengandung protein tinggi dan aman dikonsumsi.
Beberapa Cyanobacteria yang hidup di
perairan menghasilkan racun, sehingga dapat membunuh organisme yang
hidup/menggunakan air di perairan tersebut.
Cyanobacteria juga dapat hidup di tembok dan batu (candi) sehingga merusak
bangunan dari tembok dan batu.