Macam-Macam Bakteri dan Ganggang Biru

Macam-Macam Bakteri dan Ganggang Biru

Macam-Macam Bakteri dan Ganggang Biru

Bakteri dan Ganggang Biru
Bakteri dan Ganggang Biru

Bakteri dan Ganggang Biru

Dalam subbab ini akan dibahas tentang bakteri berdasarkan cara memperoleh makanannya dan kebutuhan oksigennya.

Bakteri dan Ganggang Biru

a. Berdasarkan Cara Memperoleh Makanannya 1 ) Bakteri Heterotrof Bakteri Heterotrof Bakteri heterotrof adalah bakteri yang hidup dan memperoleh makanan dari lingkungannya karena tidak dapat membuat makanan sendiri. Bakteri ini dapat hidup secara saprofit dan parasit. Bakteri saprofit adalah bakteri yang hidup pada jasad yang sudah mati, misalnya, sampah, bangkai, atau kotoran. Bakteri ini sering disebut sebagai bakteri pembersih karena dapat menguraikan sampah-sampah organik sehingga menguntungkan bagi manusia, contohnya, bakteri Eschericia coli yang berperan sebagai pembusuk sisa makanan dalam usus besar dan bakteri Lactobacillus garicus yang berperan dalam pembuatan yogurt. Bakteri parasit adalah bakteri yang hidup menumpang pada makhluk hidup lain. Bakteri ini biasanya bersifat merugikan makhluk hidup yang ditumpanginya karena dapat menimbulkan penyakit.

Bakteri dan Ganggang Biru – Contoh penyakit yang disebabkan oleh bakteri ini, antara lain, kolera disebabkan oleh bakteri Vibrio cholerae, TBC disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis, disentri disebabkan oleh bakteri Shigella dysenterriae, sifilis disebabkan oleh bakteri Treponema pallidum, dan radang paruparu (pneumoniae) disebabkan oleh bakteri Diplococcus pneumoniae. Penularan penyakit yang disebabkan oleh bakteri dapat melalui makanan, minuman, pernapasan, ataupun kontak langsung dengan penderita, baik secara langsung maupun tidak langsung. 2 ) Bakteri Autotrof Bakteri Autotrof Bakteri autotrof adalah bakteri yang dapat membuat makanannya sendiri. Berdasarkan asal energi yang digunakan, bakteri autotrof dapat dibedakan menjadi dua, yaitu bakteri yang bersifat kemoautotrof dan bakteri yang bersifat fotoatotrof.

Bakteri dan Ganggang Biru – Bakteri kemoautotrof adalah bakteri yang membuat makanannya dengan bantuan energi yang berasal dari reaksi-reaksi kimia, misalnya, proses oksidasi senyawa tertentu. Contohnya, bakteri nitrit dengan mengoksidkan NH3 , bakteri nitrat dengan mengoksidkan HNO2 , bakteri belerang dengan mengoksidkan senyawa belerang, Nitosococcus, dan Nitrobacter. Bakteri fotoautotrof adalah bakteri yang membuat makanannya dengan bantuan energi yang berasal dari cahaya matahari. Bakteri ini adalah bakteri yang mengandung zat warna hijau sehingga dapat melakukan fotosintesis, seperti tumbuhan hijau. Contohnya bakteribakteri yang mempunyai zat warna, antara lain, dari golongan Thiorhodaceae (bakteri belerang berzat warna).

Bakteri dan Ganggang Biru

b. Berdasarkan Kebutuhan Oksigennya Berdasarkan kebutuhan oksigennya, bakteri dapat dibedakan menjadi bakteri aerob dan bakteri anaerob. 1 ) Bakteri Aerob Bakteri aerob adalah bakteri yang hidupnya memerlukan oksigen bebas. Bakteri yang hidup secara aerob dapat memecah gula menjadi air, CO2 , dan energi. Bakteri aerob secara obligat adalah bakteri yang mutlak memerlukan oksigen bebas dalam hidupnya, misalnya, bakteri Nitrosomonas. 2 ) Bakteri Anaerob Bakteri anaerob adalah bakteri yang dapat hidup tanpa oksigen bebas, misalnya, bakteri asam susu, bakteri Lactobacillus bulgaricus, dan Clostridium tetani. Akan tetapi, jika bakteri tersebut dapat hidup tanpa kebutuhan oksigen secara mutlak atau dapat hidup tanpa adanya oksigen, bakteri itu disebut bakteri anaerob fakultatif.

Bakteri dan Ganggang Biru

1. Carilah informasi dari media lain (internet, majalah, atau koran) tentang bakteri saprofit dan bakteri parasit. Catat contoh-contoh bakterinya! Apakah di antara contoh itu dapat menimbulkan penyakit? Hasilnya diskusikan dengan teman dan gurumu! 2. Mengapa penderita tetanus lukanya tidak boleh ditutup? Hubungkan dengan cara hidup bakteri dalam memperoleh energi.

5. Peran Bakteri bagi Kehidupan Manusia

Telah dijelaskan di atas bahwa bakteri dapat hidup di berbagai tempat sehingga keberadaan bakteri tersebut dapat menimbulkan efek yang besar bagi kehidupan manusia. Bagi kehidupan manusia, bakteri ada yang menguntungkan dan ada pula yang merugikan.

a. Bakteri yang Menguntungkan Bakteri yang menguntungkan bagi kehidupan manusia, antara lain, sebagai berikut. 1) Rhizobium bersimbiosis pada akar leguminosarum untuk mengikat nitrogen. 2) Azotobacter hidup di dalam tanah dan dapat mengikat nitrogen sehingga dapat menyuburkan tanah. 3) E. coli membantu pembusukan makanan di dalam usus besar dan penghasil vitamin K yang membantu pembekuan darah. 4) Lactobacillus sp. dimanfaatkan untuk proses pembuatan susu yogurt dan susu keju. 5) Acetobacter xylium dimanfaatkan untuk pembuatan nata de coco. 6) Acetobacter dimanfaatkan untuk mengubah air cuka menjadi alkohol dan alkohol menjadi asam cuka. 7) Bakteri saprofit anaerob dimanfaatkan untuk pembuatan gas bio atau biogas. 9) Streptococcus griceus dimanfaatkan untuk penghasil antibiotik streptomisin sehingga banyak dimanfaatkan dalam industri obatobatan

Pernahkah kalian makan nata de coco? Bagaimana cara membuatnya? Coba kalian mencari informasi tentang proses pembuatan nata de coco! Dapatkah kalian menjelaskan di depan teman-teman sekelas kalian?

Bakteri yang Merugikan Bakteri yang merugikan bagi kehidupan manusia, antara lain, sebagai berikut: 1) Salmonella typhosa penyebab penyakit tifus, 2) Shigella dysenteriae penyebab penyakit disentri, 3) Neisseria meningitidis penyebab penyakit meningitis, 4) Neisseria gonorrhoeae penyebab penyakit kencing nanah, 5) Mycobacterium tuberculosis penyebab penyakit tuberkulosis, dan 6) Mycobacterium leprae penyebab penyakit lepra.

6. Sterilisasi Sterilisasi adalah pembebasan alat dan bahan makanan dari bakteri dan mikroorganisme atau pencucian alat dan bahan makanan dari hama. Semua alat dan bahan yang telah disterilkan harus dimasukkan ke dalam suatu tempat yang tertutup rapat dan tidak terhubung dengan udara luar. Jika tidak tertutup, alat dan bahan tersebut akan terkontaminasi oleh bakteri. Hal ini juga harus dilakukan pada ruang operasi agar pasien operasi tidak terinfeksi bakteri.

Sterilisasi dapat dilakukan pada alat dan bahan makanan. Sterilisasi alat dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain, dengan pemanasan dan penguapan. Pemanasan dapat dilakukan dengan memasukkan alat yang telah dibersihkan ke dalam oven dengan suhu 180o C selama 2 jam. Keadaan ini dapat mematikan mikroorganisme dan spora. Selain itu, pemanasan juga dapat dilakukan dengan menggunakan alat pensteril yang disebut autoklaf. Alat dimasukkan pada autoklaf dengan suhu 121o C dan tekanan 15 atm/cm2 selama 15 menit. Sementara itu, penguapan dilakukan dengan memasukkan alat yang akan disterilkan dan telah dibungkus rapat ke dalam dandang selama 1 jam dengan suhu 100o C. Untuk dapat mematikan spora bakteri, pemanasan harus dilakukan sebanyak 3 kali dengan selang waktu kurang dari 24 jam. Sterilisasi bahan makanan dapat dilakukan dengan penguapan dalam uap air selama 1 jam pada suhu 100o C dan diulang sebanyak 3 kali. Sterilisasi juga dapat dilakukan dengan menggunakan autoklaf.

Mengetahui Pertumbuhan Bakteri

Mengetahui Pertumbuhan Bakteri Tujuan: Tujuan: Menghambat pertumbuhan bakteri. Alat dan Bahan: Alat dan Bahan: 1. tepung kanji, gula, dan garam, 2. tiga buah botol berleher lebar, 3. sendok, dan 4. air bersih, Cara Kerja: Cara Kerja: 1. Campurkan dua sendok tepung kanji dengan sedikit air, lalu aduk hingga merata. Kemudian, tuangkan 1 liter air mendidih ke dalam larutan tepung kanji tersebut. 2. Tuangkan larutan tepung kanji tersebut ke dalam botol hingga masingmasing berisi 2/3-nya. Lalu berilah label I, II, dan III. 3. Dalam keadaan yang masih panas, tambahkan tiga hingga empat sendok gula pasir ke dalam botol I. 4. Dalam keadaan masih panas, masukkan 3  4 sendok garam dapur ke dalam botol II. 5. Larutan dalam botol III biarkan tanpa ada tambahan bahan. 6. Dalam keadaan terbuka, diamkan botol 3  4 jam. Setelah itu, tutup yang rapat dan simpan di tempat yang gelap. 7. Amatilah apa yang terjadi pada larutan dalam botol I, II, dan III setelah tiga hari.

Pertanyaan: Pertanyaan: 1. Pada botol manakah terjadi perubahan warna larutan? 2. Apakah ada gelembung udara yang terlihat di dalam botol tersebut? Botol yang mana? 3. Apakah ada lendir dalam larutan tersebut? Botol yang mana? 4. Menurut pendapatmu, manakah di antara larutan dalam ketiga botol tersebut yang banyak mengandung bakteri? Mengapa demikian? 5. Dapatkah kalian membuktikannya? 6. Tariklah suatu kesimpulan dan diskusikan hasilmu dengan temanteman sekelasmu!

Ganggang Biru (Cyanobacteria)

1. Ciri-Ciri Ganggang Biru Seperti halnya bakteri, ganggang biru juga merupakan organisme yang belum bermembran dan belum memiliki beberapa macam organel (mitokondria dan plastida) seperti yang telah dimiliki sel eukariotik. Ganggang biru merupakan salah satu contoh Eubacteria negatif, ada yang bersel satu dan ada yang berkoloni bersel banyak membentuk untaian beberapa sel dengan struktur tubuh yang masih sederhana, berwarna biru kehijauan, serta mengandung klorofil a (autotrof) dan pigmen biru (fikosianin). Klorofil terdapat pada membran tilakoid, bukan pada kloroplas. Dengan adanya klorofil ini, ganggang biru dapat melakukan fotosintesis dan dapat membedakannya dengan bakteri. Umumnya, ganggang ini dapat mengikat nitrogen di udara. Pengikatan ini dilakukan oleh sel heterosista yang berbentuk benang, tetapi bisa juga bersifat racun karena mengeluarkan toksin yang dapat mematikan makhluk hidup lain di sekitarnya. Dalam tubuh ganggang biru, tidak ditemukan inti dan kromotofora. Dinding selnya mengandung pektin, hemiselulosa, dan selulosa yang kadang-kadang berlendir. Dinding lendir ini berlekatan dengan plasma. Di tengah sel terdapat bagian yang tidak berwarna yang mengandung asam dioksi-ribonukleat dan ribonukleat. Kedua asam nukleat ini terkumpul di tengah sitoplasma seperti inti dalam tumbuhan tinggi. Kromosom belum tampak dan belum bermembran plasma. Ganggang biru dapat hidup di atas tanah lembap, batu-batuan, kulit kayu, air tawar, air laut, dan dapat menempel pada tumbuhan atau hewan.

2. Cara Reproduksi Ganggang Biru Seperti halnya bakteri, ganggang biru juga berkembang biak dengan pembelahan sel. Selain dengan pembelahan sel, ganggang biru juga dapat berkembang biak dengan cara fragmentasi dan pembentukan spora khusus yang disebut akinet. Fragmentasi merupakan cara berkembang biak dengan jalan memutuskan salah satu bagian tubuh ganggang dan membentuk fragmen-fragmen. Fragmen tersebut kemudian akan berkembang menjadi individu baru. Pembelahan sel terjadi pada ganggang biru bersel tunggal, sedangkan fragmentasi terjadi pada ganggang biru yang berbentuk filamen. Beberapa ganggang biru dapat membentuk akinet yang berdinding tebal sehingga dalam kondisi yang kurang menguntungkan (kondisi gelap, kekeringan, sangat dingin) spora akinet dapat bertahan hidup jika kondisi lingkungan telah membaik, dinding spora tersebut akan pecah dan isinya akan berkecambah membentuk individu baru.

3. Peranan Ganggang Biru bagi Manusia Ganggang biru ada yang menguntungkan dan ada yang merugikan bagi kehidupan manusia. Beberapa contoh ganggang biru yang menguntungkan, antara lain, Gloeocapsa, Nostoc, dan Anabaena yang dapat menangkap nitrogen di udara. Misalnya, Anabaena azollae dapat bersimbiosis dengan Azola pinnata sehingga Azola pinnata banyak mengandung amonia yang dapat menyuburkan tanah dan menguntungkan petani karena dapat dijadikan pupuk hijau atau nitrogen. Selain itu, ada uga ganggang biru yang merupakan sumber protein yang bergizi tinggi, yaitu Spirulina. Beberapa contoh ganggang biru yang merugikan adalah Anabaena flosaquae dan Microcytis yang menyebabkan kematian makhluk hidup dalam air. Ganggang biru yang menempel pada tembok atau batu dapat menyebabkan pelapukan.

Struktur Tubuh dan Cara Reproduksi Bakteri

Struktur Tubuh dan Cara Reproduksi Bakteri

Struktur Tubuh dan Cara Reproduksi Bakteri

Cara Reproduksi Bakteri
Cara Reproduksi Bakteri

Cara Reproduksi Bakteri

Struktur Tubuh Bakteri

Cara Reproduksi Bakteri – Bakteri berukuran sangat kecil sehingga struktur tubuhnya sulit untuk diamati. Tubuh bakteri berupa sel tunggal, dinding selnya tersusun dari hemiselulosa dan senyawa semacam pektin yang lebih mendekati pada sel hewan. Dinding sel dilapisi selaput mirip gelatin yang menyebabkan dinding sel berlendir. Isi sel berupa protoplas dengan membran plasma dan sitoplasma. Di dalam sitoplasma tersebar butiranbutiran nukleotida yang mengandung DNA, belum terdapat inti dengan membran inti seperti pada sel umumnya. Belum terdapat plastida dan zat warna. Sebagian bakteri ada yang mempunyai karotenoida.

Cara Reproduksi Bakteri – Jika dilihat dari struktur luarnya, bentuk bakteri akan beraneka ragam, yaitu berbentuk batang, spiral, dan bola. Bentuk tubuh ini dapat dijadikan dasar klasifikasi bakteri. Jika bakteri cocus membelah diri pada satu bidang dan tetap saling melekat berpasangan dua dua, disebut diplococus, contohnya, Diplococus bacillus. Jika selnya membelah diri pada satu bidang dan tetap melekat berbaris seperti rantai, disebut streptococus, misalnya, Spirillum. Jika selnya membelah diri pada dua bidang dan secara khas membentuk kelompok terdiri dari empat sel, disebut tetracocus (Pediococcus cerevisiae).

Cara Reproduksi Bakteri – Jika selnya membelah diri pada tiga bidang dalam suatu pola tak teratur seperti anggur, disebut stafilcocus, misalnya, Staphylococcus aureus. Jika selnya membelah diri pada tiga bidang dalam suatu pola teratur membentuk penataan seperti kubus, disebut sarsina, misalnya, Sarcina ventriculi. Bakteri yang berbentuk spiral biasanya tidak berkelompok. Spirillum dibedakan menjadi (1) bentuk spiral (berupa lengkung lebih dari setengah lingkaran), misalnya, Spirillum minor, (2) koma (berupa lengkung kurang dari setengah lingkaran, pendek, dan tidak lengkap), misalnya, Vibrio comma, dan (3) spiroseta (berupa spiral yang halus dan lentur), misalnya, Treponema pallidium. Plasma bakteri banyak mengandung vakuola-kecil yang berisi cadangan makanan, seperti glikogen, amilosa, lemak, zat putih telur, dan vulotin. Umumnya, bakteri bergerak pasif, tetapi ada juga yang dapat bergerak aktif dalam medium cair.

Cara Reproduksi Bakteri – Pada fase tertentu, bakteri tersebut dapat membentuk rambut-rambut plasma yang dapat menembus dinding plasma. Rambut plasma ini disebut bulu cambuk atau flagel. Jumlah flagel dapat berbeda-beda, misalnya, monorik (satu flagel pada salah satu kutubnya), subpolar (dua flagel masing-masing di bawah kutubnya), lofotrik (ada seberkas flagel pada salah satu kutubnya), dan peritrik (flagel menyebar di seluruh permukaan sel). Dengan mikroskop, terlihat tiga struktur utama di luar dinding sel walaupun tidak semua bakteri memiliki ketiga struktur tersebut. Ketiga struktur tersebut adalah flagel, pili, dan kapsul. Mengenai flagel, telah dijelaskan di atas. Sekarang kalian juga perlu mengetahui tentang pili dan kapsul. Pili (fimbriae), berupa filamen atau benang, lebih kecil, lebih banyak, dan lebih pendek daripada flagel.

Cara Reproduksi Bakteri – Pili hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron dan tidak berhubungan dengan pergerakan. Fungsi pili adalah sebagai pintu gerbang bagi masuknya materi genetik selama perkawinan dan berfungsi membantu untuk melekatkan diri pada jaringan hewan atau tumbuhan yang merupakan sumber nutriennya. Kapsul atau lapisan lendir merupakan bahan kental yang mengelilingi dinding sel bakteri. Kapsul penting bagi bakteri karena merupakan pelindung dan sebagai penyimpan cadangan makanan. Pada bakteri penyebab penyakit, kapsul dapat berfungsi meningkatkan kemampuan bakteri dalam menginfeksi inangnya atau dengan kata lain meningkatkan daya virulensi. Selain tiga struktur utama di luar tubuh bakteri, terdapat struktur dalam tubuh bakteri. Setelah kapsul ditemukan tubuh bakteri yang batas terluarnya adalah dinding sel, kemudian di bawahnya terdapat membran sel. Membran sel pada bagian tertentu membentuk mesosom, lalu bagian dalam tubuh terdapat sitoplasma dan struktur-struktur di dalam sitoplasma. Perhatikanlah struktur tubuh bakteri di bawah ini. Dapatkah kalian menyebutkan bagian-bagiannya?

Bentuk Koloni Bakteri

Bentuk Koloni Bakteri Tujuan: Tujuan: Mengamati bentuk koloni bakteri. Alat dan Bahan: Alat dan Bahan: 1. cawan petri, 5. kentang 1 biji, 2. panci, 6. agar-agar putih, dan 3. kompor, 7. air. 4. daging sapi atau ayam, Cara Kerja: Cara Kerja: 1. Sterilkan cawan petri sebelum dan sesudah dilakukan eksperimen. 2. Bersihkan panci, lalu cacahlah daging ayam atau sapi, kupas kentang

dan potong kecil-kecil. Kemudian, masukkan potongan kentang dan cacahan daging ke dalam panci yang telah diisi 2,5 gelas air. 3. Rebus daging dan kentang tadi selama 15 menit, lalu saring, buang ampasnya, dan sisihkan airnya. 4. Aduk ¼ bungkus agar-agar dengan sedikit air dingin, lalu campurkan dengan saringan air kentang dan daging tadi. Panaskan lagi hingga mendidih. 5. Dalam keadaan panas, tuangkan dalam cawan petri atau plastik, dan biarkan sampai dingin. Setelah dingin, media agar-agar kentang ini dapat digunakan untuk menangkap bakteri. 6. Ambil salah satu cawan berisi kentang dan agar, lalu tangkap bakteri di udara halaman sekolah, di pasar, jalan raya, atau di ruang kelas. Setelah itu, tandailah dan simpan di ruang laboratorium yang gelap. Jagalah dari gangguan hewan serangga atau semut. 7. Amati setiap hari. Pertanyaan: 1. Pada hari ke berapakah timbul lendir seperti percikan mentega atau susu? Jangan keliru dengan jamur (seperti serabut kapas). 2. Dalam satu cawan, ada berapa koloni? 3. Cawan manakah yang mempunyai koloni paling banyak? 4. Buatlah laporan singkat tentang eksperimen ini! 5. Buatlah laporan tentang eksperimen ini ! 6. Presentasikan hasil pengamatan kalian di depan kelompok yang lain!

Reproduksi Bakteri

Bakteri dapat berkembang biak secara aseksual dengan membelah diri pada lingkungan yang tepat atau sesuai. Proses pembelahan diri pada bakteri terjadi secara biner melintang. Pembelahan biner melintang adalah pembelahan yang diawali dengan terbentuknya dinding melintang yang memisahkan satu sel bakteri menjadi dua sel anak. Dua sel bakteri ini mempunyai bentuk dan ukuran sama (identik). Sel anakan hasil pembelahan ini akan membentuk suatu koloni yang dapat dijadikan satu tanda pengenal untuk jenis bakteri. Misalnya, bakteri yang terdiri dari sepasang sel (diplococcus), delapan sel membentuk kubus (sarcina), dan berbentuk rantai (streptococus). Reproduksi bakteri dapat berlangsung dengan sangat cepat. Pada keadaan optimal, beberapa jenis bakteri dapat membelah setiap 20 menit. Dalam satu jam bakteri dapat berkembang biak menjadi berjutajuta sel. Coba kamu hitung kalau setiap 20 menit bakteri dapat membelah, berapa jumlah bakteri yang dihasilkan dari 1 bakteri dalam waktu 24 jam. Diskusikan dengan guru dan teman-temanmu, apa yang akan terjadi kalau perkembangbiakan bakteri ini terus-menerus berlangsung tanpa ada faktor yang membatasinya? Pada kondisi yang kurang menguntungkan, sel-sel bakteri dapat mempertahankan diri dengan pembentukan spora. Akan tetapi, ada pula jenis bakteri yang akan mati karena perubahan faktor lingkungan. Faktor lingkungan ini adalah cahaya matahari yang terus-menerus, kenaikan suhu, kekeringan, dan adanya zat-zat penghambat dan pembunuh bakteri, seperti antibiotika dan desinfektan. Keadaan tersebut juga menunjukkan bahwa meskipun populasi bakteri sangat besar, tetap saja dapat dikendalikan oleh faktor-faktor penghambat sehingga peranan bakteri di alam sebagai salah satu pengurai dapat seimbang dengan makhluk hidup produsen dan konsumen.

Dalam keadaan normal, spora akan tumbuh kembali menjadi satu sel bakteri. Bakteri tidak melakukan pembiakan seksual yang sebenarnya, seperti yang terjadi pada makhluk hidup eukariot, karena bakteri tidak mengalami penyatuan sel kelamin. Meskipun demikian, pada bakteri terjadi pertukaran materi genetik dengan sel pasangannya. Oleh karena itu, perkembangbiakan bakteri yang terjadi dengan cara ini disebut perkembangbiakan paraseksual. Perkembangbiakan parasekual bakteri dapat terjadi dengan tiga cara, yaitu transformasi, konjugasi, dan transduksi.

a. Transformasi adalah pemindahan potongan materi genetik atau DNA dari luar ke sel bakteri penerima. Dalam proses ini, tidak terjadi kontak langsung antara bakteri pemberi DNA dan penerima.

b. Konjugasi adalah penggabungan antara DNA pemberi dan DNA penerima melalui kontak langsung. Jadi, untuk memasukkan DNA dari sel pemberi ke sel penerima, harus terjadi hubungan langsung.

c. Transduksi adalah pemindahan DNA dari sel pemberi ke sel penerima dengan perantaraan virus. Dalam hal ini, protein virus yang berfungsi sebagai cangkang digunakan untuk pembungkus dan membawa DNA bakteri pemberi menuju sel penerima.

 

Materi Tentang Reproduksi pada Monera

Materi Tentang Reproduksi pada Monera

Materi Tentang Reproduksi pada Monera

Reproduksi pada Monera – Reproduksi pada Monera a. Reproduksi aseksual Pada umumnya bakteri berkembang biak dengan pembelahan biner, artinya pembelahan terjadi secara langsung, dari satu sel membelah menjadi dua sel anakan. Masing-masing sel anakan akan membentuk dua sel anakan lagi, demikian seterusnya. Proses pembelahan biner diawali dengan proses replikasi DNA menjadi dua kopi DNA identik, diikuti pembelahan sitoplasma dan akhirnya terbentuk dinding pemisah di antara kedua sel anak bakteri. Perhatikan gambar skematik pembelahan biner sel bakteri di samping! Bagaimanakah kecepatan pertumbuhan populasi bakteri? Mengapa bakteri patogen tetap ada sekalipun berbagai antibiotik pelawannya telah digunakan? Mengapa tidak juga dipenuhi oleh bakteri? Coba anda lakukan aktivitas di bawah ini!

Reproduksi pada Monera

Reproduksi pada Monera
Reproduksi pada Monera

Tujuan: menghitung pertambahan populasi bakteri

Reproduksi pada Monera – Bakteri Eschericcia coli membelah setiap 20 menit, artinya satu sel bakteri E.coli melalui proses pembelahan biner, 20 menit kemudian menjadi 2 sel bakteri. 1. Hitunglah berapa besar populasi E.coli jika satu sel bakteri membelah dalam waktu 24 jam! Berapa pula besar populasinya jika membelah dalam waktu seminggu (7 hari)? 2. Lakukanlah kajian kepustakaan untuk menjawab masalah berikut ini! a. Berbagai antibiotik pelawan bakteri telah ditemukan dan digunakan untuk mengatasi berbagai penyakit yang disebabkan infeksi bakteri. Mengapa bakteri patogen penyebab penyakit tidak pernah musnah? b. Jika bakteri berkembang dengan pesat, mengapa dunia ini tidak dipenuhi dengan bakteri?

Reproduksi pada Monera

b. Reproduksi seksual

Reproduksi pada Monera – Bakteri berbeda dengan eukariota dalam hal cara penggabungan DNA yang datang dari dua individu ke dalam satu sel. Pada eukariota, proses seksual secara meiosis dan fertilisasi mengkombinasi DNA dari dua individu ke dalam satu zigot. Akan tetapi, jenis kelamin yang ada pada ekuariota tidak terdapat pada prokariota. Meiosis dan fertilisasi tidak terjadi, sebaliknya ada proses lain yang akan mengumpulkan DNA bakteri yang datang dari individu-individu yang berbeda. Proses-proses ini adalah pembelahan transformasi, transduksi dan konjugasi.

Reproduksi pada Monera

1) Transformasi Dalam konteks genetika bakteri, transformasi merupakan perubahan suatu genotipe sel bakteri dengan cara mengambil DNA asing dari lingkungan sekitarnya. Misalnya, pada bakteri Streptococcus pneumoniae yang tidak berbahaya dapat ditransformasi menjadi sel-sel penyebab pneumonia dengan cara mengambil DNA dari medium yang mengandung sel-sel strain patogenik yang mati. Transformasi ini terjadi ketika sel nonpatogenik hidup mengambil potongan DNA yang kebetulan mengandung alel untuk patogenisitas (gen untuk suatu lapisan sel yang melindungi bakteri dari sistem imun inang) alel asing tersebut kemudian dimasukkan ke dalam kromosom bakteri menggantikan alel aslinya untuk kondisi tanpa pelapis. Proses ini merupakan rekombinasi genetik – perputaran segmen DNA dengan cara pindah silang (crossing over). Sel yang ditransformasi ini sekarang memiliki satu kromosom yang mengandung DNA, yang berasal dari dua sel yang berbeda. Bertahun-tahun setelah transformasi ditemukan pada kultur laboratorium, sebagian besar ahli biologi percaya bahwa proses tersebut terlalu jarang dan terlalu kebetulan, sehingga tidak mungkin memainkan peranan penting pada populasi bakteri di alam. Tetapi, para saintis sejak saat itu telah mempelajari bahwa banyak spesies bakteri dipermukaannya memiliki protein yang terspesialisasi untuk mengambil DNA dari larutan sekitarnya. Protein-protein ini secara spesifik hanya mengenali dan mentransfer DNA dari spesies bakteri yang masih dekat kekerabatannya. Tidak semua bakteri memiliki protein membran seperti ini. Seperti contohnya, E. Coli sepertinya sama sekali tidak memiliki mekanisme yang tersepesialisasi untuk menelan DNA asing. Walaupun demikian, menempatkan E. Coli di dalam medium kultur yang mengandung konsentrasi ion kalsium yang relatif tinggi secara artifisial akan merangsang sel-sel untuk menelan sebagian kecil DNA. Dalam bioteknologi, teknik ini diaplikasikan untuk memasukkan gengen asing ke dalam E. Coli, gen-gen yang mengkode protein yang bermanfaat, seperti insulin manusia dan hormon pertumbuhan.

2) Transduksi Pada proses transfer DNA yang disebut transduksi, faga membawa gen bakteri dari satu sel inang ke sel inang lainnya. Ada dua bentuk transduksi yaitu transduksi umum dan transduksi khusus. Keduanya dihasilkan dari penyimpangan pada siklus reproduktif faga. Diakhir siklus litik faga, molekul asam nukleat virus dibungkus di dalam kapsid, dan faga lengkapnya dilepaskan ketika sel inang lisis. Kadangkala sebagian kecil dari DNA sel inang yang terdegradasi menggantikan genom faga. Virus seperti ini cacat karena tidak memiliki materi genetik sendiri. Walaupun demikian, setelah pelepasannya dari inang yang lisis, faga dapat menempel pada bakteri lain dan menginjeksikan bagian DNA bakteri yang didapatkan dari sel pertama. Beberapa DNA ini kemudian dapat menggantikan daerah homolog dari kromosom sel kedua. Kromosom sel ini sekarang memiliki kombinasi DNA yang berasal dari dua sel sehingga rekombinasi genetik telah terjadi. Jenis transduksi ini disebut dengan transduksi umum karena gen-gen bakteri ditransfer secara acak. Untuk transduksi khusus memerlukan infeksi oleh faga temperat, dalam siklus lisogenik genom faga temperat terintegrasi sebagai profaga ke dalam kromosom bakteri inang, di suatu tempat yang spesifik. Kemudian ketika genom faga dipisahkan dari kromosom, genom faga ini membawa serta bagian kecil dari DNA bakteri yang berdampingan dengan profaga. Ketika suatu virus yang membawa DNA bakteri seperti ini menginfeksi sel inang lain, gen-gen bakteri ikut terinjeksi bersama-sama dengan genom faga. Transduksi khusus hanya mentransfer gen-gen tertentu saja, yaitu gen-gen yang berada di dekat tempat profaga pada kromosom tersebut.

c. Konjugasi dan Plasmid

Konjugasi merupakan transfer langsung materi genetik antara dua sel bakteri yang berhubungan sementara. Proses ini, telah diteliti secara tuntas pada E. Coli. Transfer DNA adalah transfer satu arah, yaitu satu sel mendonasi (menyumbang) DNA, dan “pasangannya” menerima gen. Donor DNA, disebut sebagai “jantan”, menggunakan alat yang disebut piliseks untuk menempel pada resipien (penerima) DNA dan disebut sebagai “betina”. Kemudian sebuah jembatan sitoplasmik sementara akan terbentuk diantara kedua sel tersebut, menyediakan jalan untuk transfer DNA. Plasmid adalah molekul DNA kecil, sirkular dan dapat bereplikasi sendiri, yang terpisah dari kromosom bakteri. Plasmid-plasmid tertentu, seperti plasmid f, dapat melakukan penggabungan reversibel ke dalam kromosom sel. Genom faga bereplikasi secara terpisah di dalam sitoplasma selama siklus litik, dan sebagai bagian integral dari kromosom inang selama siklus lisogenik. Plasmid hanya memiliki sedikit gen, dan gen-gen ini tidak diperlukan untuk pertahanan hidup dan reproduksi bakteri pada kondisi normal. Walaupun demikian, gengen dari plasmid ini dapat memberikan keuntungan bagi bakteri yang hidup di lingkungan yang banyak tekanan. Contohnya, plasmid f mempermudah rekombinasi genetik, yang mungkin akan menguntungkan bila perubahan lingkungan tidak lagi mendukung strain yang ada di dalam populasi bakteri. Plasmid f , terdiri dari sekitar 25 gen, sebagian besar diperlukan untuk memproduksi piliseks. Ahli-ahli genetika menggunakan simbol f+ (dapat diwariskan). Plasmid f bereplikasi secara sinkron dengan DNA kromosom, dan pembelahan satu sel f+ biasanya menghasilkan dua keturunan yang semuanya merupakan f+. Sel-sel yang tidak memiliki faktor f diberi simbol f-, dan mereka berfungsi sebagai recipien DNA (“betina”) selama konjugasi. Kondisi f+ adalah kondisi yang “menular” dalam artian sel f+ dapat memindah sel f- menjadi sel f+ ketika kedua sel tersebut berkonjugasi.

Plasmid f bereplikasi di dalam sel “jantan”, dan sebuah salinannya ditransfer ke sel “betina” melalui saluran konjugasi yang menghubungkan sel-sel tersebut. Pada perkawinan f+ dengan f- seperti ini, hanya sebuah plasmid f yang ditransfer. Gen-gen dari kromosom bakteri tersebut ditransfer selama konjugasi ketika faktor f dari donor sel tersebut terintegrasi ke dalam kromosomnya. Sel yang dilengkapi dengan faktor f dalam kromosomnya disebut sel Hfr ( high frequency of recombination atau rekombinasi frekuensi tinggi). Sel Hfr tetap berfungsi sebagai jantan selama konjugasi, mereplikasi DNA faktor f dan mentransfer salinannya ke f- pasangannya. Tetapi sekarang, faktor f ini mengambil salinan dari beberapa DNA kromosom bersamanya. Gerakan acak bakteri biasanya mengganggu konjugasi sebelum salinan dari kromosom Hfr dapat seluruhnya dipindahkan ke sel f-. Untuk sementara waktu sel resipien menjadi diploid parsial atau sebagian, mengandung kromosomnya sendiri ditambah dengan DNA yang disalin dari sebagian kromosom donor. Rekombinasi dapat terjadi jika sebagian DNA yang baru diperoleh ini terletak berdampingan dengan daerah homolog dari kromosom F-, segmen DNA dapat dipertukarkan. Pembelahan biner pada sel ini dapat menghasilkan sebuah koloni bakteri rekombinan dengan gen-gen yang berasal dari dua sel yang berbeda, dimana satu dari strain-strain bakteri tersebut sebenarnya merupakan Hfr dan yang lainnya adalah F.

Pada tahun 1950-an, pakar-pakar kesehatan jepang mulai memperhatikan bahwa beberapa pasien rumah sakit yang menderita akibat disentri bakteri, yang menyebabkan diare parah, tidak memberikan respons terhadap antibiotik yang biasanya efektif untuk pengobatan infeksi jenis ini. Tampaknya, resistensi terhadap antibiotik ini perlahan-lahan telah berkembang pada strain-strain Shigella sp. tertentu, suatu bakteri patogen. Akhirnya, peneliti mulai mengidentifikasi gen-gen spesifik yang menimbulkan resistensi antibiotik pada Shigella dan bakteri patogenik lainnya. Beberapa gengen tersebut, mengkode enzim yang secara spesifik menghancurkan beberapa antibiotik tertentu, seperti tetrasiklin atau ampisilin. Gengen yang memberikan resistensi ternyata di bawa oleh plasmid. Sekarang dikenal sebagai plasmid R (R untuk resistensi). Pemaparan suatu populasi bakteri dengan suatu antibiotik spesifik baik di dalam kultur laboratorium maupun di dalam organisme inang akan membunuh bakteri yang sensitif terhadap antibiotik, tetapi hal itu tidak terjadi pada bakteri yang memiliki plasmid R yang dapat mengatasi antibiotik. Teori seleksi alam memprediksi bahwa, pada keadaan-keadaan seperti ini, akan semakin banyak bakteri yang akan mewarisi gen-gen yang menyebabkan resistensi antibiotik. Konsekuensi medisnya pun terbaca, yaitu strain patogen yang resisten semakin lama semakin banyak, membuat pengobatan infeksi bakteri tertentu menjadi semakin sulit. Permasalahan tersebut diperparah oleh kenyataan bahwa plasmid R, seperti plasmid F, dapat berpindah dari satu sel bakteri ke sel bakteri lainnya melalui konjugasi.