Pernahkah kalian berpikir bahwa di dalam tubuh kita ini terdapat berjuta-juta bakteri yang bersimbiosis mutualisme, parasitisme, ataupun saprofit dengan tubuh kita? Bakteri dapat kita jumpai di berbagai tempat. Di tubuh kita misalnya, bakteri terdapat di permukaan kulit, dalam sistem pencernaan, dalam kotoran gigi yang membusuk, ataupun di kulit kepala kita.
Tubuh bakteri yang sangat kecil dan cara hidup yang beraneka ragam memungkinkan bakteri untuk hidup di mana saja sehingga bakteri dapat ditemukan di mana-mana, misalnya, di dalam tanah, dalam air, dalam sisa-sisa makhluk hidup, dalam tubuh manusia, bahkan dalam sebutir debu. Luasnya distribusi bakteri ini menyebabkan bakteri sering disebut juga dengan kosmopolit.
Pada umumnya, bakteri bersifat heterotrof dan dapat hidup sebagai saprofit atau parasit. Ada juga bakteri yang dapat membuat makanan sendiri yang disebut bakteri autotrof. Untuk lebih jelasnya, marilah kita perdalam dengan kajian di bawah ini.
Bakteri merupakan makhluk hidup bersel satu yang berukuran sangat kecil dan mempunyai bentuk yang beraneka ragam. Bakteri dapat berbentuk batang, spiral, atau bola. Bentuk tubuh ini dapat dijadikan dasar klasifikasi bakteri. Ukuran bakteri yang paling besar kira-kira 100 m.
Ada pula yang kurang dari 1 m dan yang terkecil kira-kira berukuran 0,1 m (1 mikron = 0,001 mm). Bakteri hanya dapat diamati dengan menggunakan mikroskop. Ukuran bakteri yang lebih kecil dari 0,1 m hanya dapat diamati dengan mikroskop elektron. Sekumpulan bakteri dapat membentuk koloni. Contohnya, pada makanan yang telah busuk, koloni bakteri dapat terlihat dalam bentuk cairan kental, lengket seperti lendir yang berwarna putih kekuningan.
Bakteri tidak mengandung klorofil sehingga tidak dapat membuat makanan sendiri. Berdasarkan sumber zat makanannya, bakteri dibagi menjadi bakteri autotrof dan heterotrof. Bakteri heterotrof terbagi menjadi bakteri saprofit dan parasit. Berdasarkan kebutuhan oksigennya, bakteri dapat dibedakan menjadi bakteri aerob dan anaerob.
2. Struktur Tubuh 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. 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). 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.
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. 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.
3. 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.
4. Macam-Macam Bakteri
Dalam subbab ini akan dibahas tentang bakteri berdasarkan cara memperoleh makanannya dan kebutuhan oksigennya.
a. Berdasarkan Cara Memperoleh Makanannya
1 ) 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.
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 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 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).
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.
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.
8) Streptococcus griceus dimanfaatkan untuk penghasil antibiotik streptomisin sehingga banyak dimanfaatkan dalam industri obatobatan.
b. 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 180oC 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 121oC 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 100oC.
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 100oC dan diulang sebanyak 3 kali. Sterilisasi juga dapat dilakukan dengan menggunakan autoklaf.
