Ukuran sel bakteri

1. Perbedaan antara Bakteri dengan Cyanophyceae
a. Perbedaan dilihat dari pengertian
- Bakteri adalah organisme prokariota uniseluler yang hanya dapat dilihat
dengan menggunakan mikroskop. Bakteri hidup di dalam tubuh kita dan
di sekitar kita. Cabang ilmu biologi yang mempelajari bakteri disebut
bakteriologi. Bakteri bersifat kosmopolit, dan hingga kini telah diketahui
lebih dari 5.000 spesies bakteri yang terdapat di bumi.
- Cyanobacteria atau Cyanophyceae termasuk dalam kelompok Eubacteria.
Anggota Cyanobacteria tersebar di berbagai tempat, yaitu di perairan,
tanah, batuan, serta bongkahan batu. Secara umum, organisme ini
melimpah di perairan dengan pH netral atau perairan yang bersifat sedikit
basa, jarang sekali dijumpai di perairan dengan pH kurang dari 4-5.
Selain itu, ada pula Cyanobacteria yang bersimbiosis dengan organism
lain, misalnya Gleocapsa dan Nostoc bersimbiosis dengan alga
membentuk lumut kerak (lichen); Anabaena bersimbiosis dengan lumut
hati, paku air, dan palem-paleman untuk memfiksasi nitrogen.
Cyanobacteria mengandung sejenis klorofil a. Selain mempunyai klorofil
dan berbagai karotenoid, organism ini juga memiliki fikosianin dan
kadang-kadang
fikoeritrin.
Adanya
fikosianin
menyebabkan
Cyanobacteria mempunyai sifat yang khas, yaitu mempunyai warna hijau
kebiru-biruan. Akan tetapi, tidak semua Cyanobacteria berwarna hijau
biru. Ada Cyanobacteria berwarna hitam, cokelat, kuning, merah, hijau
rumput, dan warna campuran. Sebagai contoh, laut yang berwarna merah
disebabkan oleh blooming Cyanobacteria mengandung sejumlah besar
fikoeritrin. Kebanyakan Cyanobacteria mampu mengikat nitrogen dari
atmosfer. Proses fiksasi nitrogen terjadi di heterosista. Akar tanaman
yang bersimbiosis dengan Cyanobacteria menyediakan bahan berenergi
tinggi yang dipakai oleh Cyanobacteria sebagai energi untuk mengubah
N2 menjadi ammonia dan memasok bahan kimia yang dapat mengikat
oksigen. Jenis Cyanobacteria lainnya dapat memfermentasi selulosa
sebagai sumber energi.
Cyanobacteria berperan sebagai tumbuhan perintis, yaitu dengan cara
membentuk lapisan pada permukaan tanah gundul dan berperan penting
dalam menambah materi organik ke dalam tanah.
b. Perbedaan dilihat dari ciri-cirinya
- Secara umum, ciri-ciri bakteri adalah sebagai berikut :
1. Dinding sel tersusun atas mukopolisakarida dan peptidoglikan.
Peptidoglikan terdiri atas polimer besar yang tersusun atas N-asetil
glukosamin dan asam N-asetil muramat, yang saling berikatan silang
dengan ikatan kovalen. Berdasarkan pewarnaan Gram, bakteri dapat
dikelompokkan menjadi bakteri Gram Positif dan bakteri Gram
Negatif. Kedua kelompok ini berbeda terutama pada dinding selnya.
2. Sel bakteri dapat menyekresikan lendir ke permukaan dinding selnya.
Lendir yang terakumulasi di permukaan terluar dinding sel akan
membentuk kapsul. Kapsul ini berfungsi untuk perlindungan. Bakteri
berkapsul lebih sering menimbulkan penyakit dibandingkan dengan
bakteri tidak berkapsul.
3. Membran sitoplasma meliputi 8-10 % dari bobot kering sel dan
tersusun atas fosfolipid dan protein. Fungsi utama membrane
sitoplasma adalah sebagai alat transport elektron dan proton yang
dilepaskan pada waktu oksidasi bahan makanan. Membran sitoplasma
juga berfungsi mengatur pengangkutan senyawa yang memasuki dan
meninggalkan sel.
4. Sitoplasma dikelilingi oleh membrane sitoplasma, dan tersusun atas
80 % air, asam nukleat, protein, karbohidrat, lemak, dan ion
anorganik, serta kromatofora. Di dalam sitoplasma terdapat ribosomribosom kecil, RNA, dan DNA. Selain ituterdapat pula DNA tertentu
yang diselubungi protein sehingga membentuk genofor sirkuler.
5. Pada kondisi yang tidak menguntungkan, bakteri dapat membentuk
endospora yang berfungsi melindungi bakteri dari panas dan
gangguan alam.
6. Bakteri ada yang bergerak dengan flagel dan ada yang tidak. Bakteri
tanpa flagel bergerak dengan cara berguling.
Cyanobacteria memiliki ciri-ciri sebagai berikut :
1. Inti tidak diselubungi oleh membran.
2. Dinding sel terletak diantara plasmalema dan selubung lendir.
3. Beberapa Cyanobacteria yang berkoloni dengan bentuk filament
memiliki heterosista dan spora istirahat (resting spore). Heterosista
adalah sel yang lebih tebal dan tidak memiliki inti. Spora istirahat
merupakan spora yang dindingnya sangat tebal dan di dalamnya berisi
sel.
4. Bentuk organism ini dapat uniseluler (missal Chroococcus, Anacytis);
koloni (missal Merismopedia, Nostoc, Microcytis), atau filamen
(misal Oscillatoria, Microcoleus, Anabaena). Sel yang membentuk
koloni adalah serupa; sedangkan bentuk filamen tersusun dari
kumpulan sel yang membentuk rantai, trikoma (seperti tabung), atau
selubung.
5. Dapat bergerak dengan gerakan meluncur.
6. Tidak berflagel.
c. Perbedaan dilihat dari Reproduksinya
Reproduksi Bakteri :
Bakteri bereproduksi secara aseksual dengan pembelahan biner. Pada
lingkungan yang mendukung pertumbuhannya, bakteri dapat membelah diri
tiap 20 menit.
Reproduksi aseksual tidak dijumpai pada bakteri, tetapi terjadi pemindahan
materi genetik dari stu bakteri ke bakteri lain tanpa menghasilkan zigot.
Proses ini disebut proses paraseksual.
Ada tiga cara paraseksual yang telah diketahui, yaitu transformasi,
konjugasi, dan transduksi.
Transformasi ialah pemindahan sedikit materi genetik (DNA) atau bahkan
satu gen saja dari satu bakteri ke bakteri lain dengan proses fisiologi yang
kompleks. Proses ini pertama kali dikemukakan oleh Frederick Griffith
pada tahun 1982. Bakteri yang melakukan transformasi antara lain :
Streptococcus
pneumonia,
Haemophilus,
Bacillus,
Nisseria,
dan
Pseudomonas.
Konjugasi adalah pemindahan secara langsung materi genetik (DNA)
diantara dua sel bakteri melalui jembatan sitoplasma. Bakteri yang
memberikan DNAnya disebut bakteri donor. Bakteri donor memiliki
tonjolan yang disebut pili seks, yang berguna untuk menempel pada bakteri
resipien yang menerima DNA. Kemudian jembatan sitoplasma sementara
akan terbentuk di antara dua sel bakteri. Lewat jembatan inilah DNA bakteri
donor akan mengalir ke bakteri resipien.
Transduksi ialah pemindahan materi genetic dengan perantara bakteriofag.
Cara ini dikemukakan oleh Norton Zinder dan Joshua Lederberg pada
tahun 1952.
Reproduksi pada Cyanobacteria:
Reproduksi Cyanobacteria dilakukan dengan pembelahan sel, fragmentasi,
dan pembentukan spora.
a. Pembelahan sel
Melalui cara ini sel dapat langsung terpisah atau tetap bergabung
membentuk koloni, misalnya Gleocapsa.
b. Fragmentasi
Fragmentasi terjadi terutama pada alga yang berbentuk filamen, misalnya
Oscillatoria. Pada filamen yang panjang, apabila salah satu selnya mati,
sel mati itu membagi filamen menjadi dua atau lebih. Masing-masing
potongan disebut Hormogonium. Jika hormogonium terlepas dari
filament induk, akan menjadiindividu baru; misalnya pada Plectonema
boryanum.
c. Spora
Pada keadaan kurang menguntungkan akan terbentuk spora yang
merupakan sel vegetativ. Spora ini membesar dan menebal karena
penimbunan zat makanan.
d. Perbedaan dapat dilihat dari bentuk sel bakteri
Pada umumnya bakteri dibagi menjadi tiga golongan besar (berdasarkan
bentuknya) yaitu:
1. Kokus (Coccus) adalah bakteri yang berbentuk bulat seperti bola dan
mempunyai beberapa variasi sebagai berikut :
-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.
2. Basil (Bacillus) adalah kelompok bakteri yang berbentuk batang atau
silinder, dan mempunyai variasi sebagai berikut :
- Diplobacillus, jika bergandengan dua-dua
- Streptobacillus, jika bergandengan membentuk rantai
3. Spiral (Spirilum) adalah bakteri yang berbentuk lengkung dan mempunyai
variasi sebagai berikut :
- 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.
Ukuran sel bakteri
Ukuran bakteri dinyatakan dalam satuan micron (1 mikron = 0.001 mm)
Panjang bakteri umumnya berkisar antara 0,5-3 mikron, sedangkanlebarnya
berkisar antara 0,1-0,2 mikron.
Berdasarkan tempat dan jumlah flagel yang dimiliki, bakteri dibagi menjadi
lima golongan, yaitu :
-Atrik, tidak mempunyai flagel.
-Monotrik, mempunyai satu flagel pada salah satu ujungnya.
-Lofotrik, mempunyai sejumlah flagel pada salah satu ujungnya.
-Amfitrik, mempunyai satu flagel pada kedua ujungnya.
-Peritrik, mempunyai flagel pada seluruh permukaan tubuhnya.
e. Perbedaan dilihat dari perannya dalam kehidupan manusia
a) Sebagian bakteri dapat merugikan manusia dan makhluk hidup
lainnya karena bersifat parasit dan pathogen. Akan tetapi, beberapa
bakteri dapat dimanfatkan untuk menghasilkan suatu zat penting
untuk melakukan suatu proses industri.
b) Beberapa Cyanobacteria dapat dimanfaatkan sebagai sumber makanan
alternatif, misalnya Spirulina. Beberapa spesies Cyanobacteria
bersimbiosis dengan tumbuhan untuk menambat atau memfiksasi
nitrogen bebas, sehingga menambah kesuburan tanah, misalnya
Anabaena azollae.
2. Apa yang dimaksud dengan Hormogonium, Heterosista, dan Ookinet ?
Cyanophyta bentuk benang disebut juga trikoma. Cyanophyta bentuk benang
merupakan Cyanophyta multiseluler. Pada Cyanophyta bentuk benang, misalnya
Anabaena, terdapat tiga macam sel utama, yaitu heterokista, akinet, dan
baeosit. Heterokista merupakan sel berdinding tebal yang berguna untuk
mengikat nitrogen. Akiner adalah sel berdinding tebal yang berfungsi untuk
pertahanan diri. Sedangkan baeosit adalah sel-sel bulat kecil hasil reproduksi.
Baeosit juga berfungsi melakukan fotosintesis.

Baeosit, adalah sel-sel vegetatif yang merupakan hasil reproduksi (pembelahan
sel), berbentuk bulat, berukuran kecil, dan berklorofil. Sel ini berfungsi untuk
fotosintesis.
a) Akinet
Adalah sel berdinding tebal pada cyanobakteria, terbentuk dari penebalan sel
vegetativ sehingga menjadi besar dan penuh dengan cadangan makanan (granula
cyanophycin) dan penebalan-penebalan eksternal oleh tambahan zat kompleks.
Fungsinya sebagai cadangan makanan, akinet merupakan dinding kuat dan tebal
sehingga tahan terhadap kondisi yang tidak menguntungkan seperti kekeringan,
panas, dingin atau kekurangan makanan.
b) Heterocyst atau Heterokista
Adalah sel berdinding tebal pada beberapa jenis cyanobakteria berbentuk filamen.
Terbentuk dari penebalan sel vegetativ. Heterokista merupakan sel yang lebih
besar daripada sel tetangganya. Fungsi utama heterokista adalah mengubah
nitrogen dia alam menjadi amonia melaui proses fiksasi nitrogen.
c) Hormogonia atau hormogonium
Potongan-potongan benang cyanophyta hasil fragmentasi. Pada filamen yang
panjang bila salah satu selnya mati, maka sel mati ini membagi filamen menjadi 2
bagian lebih. Masing-masing bagian atau lebih disebut hormogonium. Fungsinya
bahwa kantung hormogonium akan membentuk filamen baru.
3. Bagaimana pembentukan endospora pada bakteri ?
Pada kondisi yang tidak menguntungkan beberapa bakteri seperti Bacillus, dan
Clostridium memproduksi bentuk pertahanan hidup yang disebut endospora.
Proses ini dikenal sebagai sporulasi. Spora bakteri berbeda dengan spora pada
jamur, pada bakteri sporanya tidak mempunyai fungsi sebagai alat reproduksi.
Endospora ini tahan terhadap kondisi lingkungan ekstrim seperti suhu yang tinggi,
kekeringan, senyawa kimia beracun (desinfektan, antibiotic) dan radiasi UV.
Merupakan fase tidur dari bakteri. Endospora mampu bertahan sampai kondisi
lingkungan kembali menguntungkan. Endospora kemudian membentuk proses
germinasi, dan membentuk bakteri sel tunggal (Sidhar, 2010).
Sporulasi adalah suatu respon terhadap penurunan kadar nutrisi dalam medium
khususnya sumber karbon dan nitrogen. Pengaturan pembentukan spora bersifat
negatif karena sel membuat represor dari senyawa yang terkandung dalam medium
untuk mencegah mulainya sporulasi. Jika proses tersebut menurun maka akan
terjadi sporulasi (Moat et al., 2002). Sporulasi terbentuk pada akhir fase logaritmik
dan awal fase stasioner (Fardiaz, 1992). Menurut Errington (2003), proses
pembentukan endospora pada B. subtilis membutuhkan beberapa jam.
Pada tahap I, terjadi perkembangan sel vegetatif yang ditandai dengan perubahan
struktur morfologi sel.
Sel terbagi secara asimetris (tahap II) dan menghasilkan dua bagian yaitu sel induk
dan pre-spore. Kedua bagian ini memiliki perkembangan yang berbeda.
Tahap III dari sporulasi, peptidoglikan pada septum terdegradasi dan pre-spore
ditelan oleh sel induk, sehingga membentuk sel dalam sel.
Aktivitas sel induk dapat mempermudah sintesis endospora dan membentuk
korteks yang merupakan endapan dari suatu lapisan (tahap VI+V).
Hal ini diikuti oleh berakhirnya dehidrasi dan pematangan endospora (tahap
VI+VII). Akhirnya sel induk hancur pada saat program sel mati, dan endospora
terbebas ke lingkungan. Endospora akan tetap dorman sampai berkecambah
kembali pada kondisi yang sesuai.
Tahapan pembentukan spora Bacillus subtilis terlihat pada Gambar 2.1. Faktor
spesifik yang menginisiasi sporulasi adalah Guanosin trifosfat. Penurunan nutrisi
juga dapat menyebabkan penurunan guanosin trifosfat. Pada sel B. subtilis yang
sedang tumbuh, penurunan guanosin trifosfat cukup untuk memulai sporulasi
(Moat et al., 2002).
Gambar 2.1 Tahapan pembentukan spora B. subtilis
Bakteri Bacillus membentuk endospora yang bersifat tahan terhadap panas dan
bahan kimiawi. Spora mengandung seluruh massa kering sel induknya, tetapi
volumenya hanya sepersepuluh dari volume sel induk. Pembentukan spora dimulai
dengan penimbunan bahan yang mengandung protein yaitu asam dipikolinat (asam
piridin-2,6-dikarbonat). Asam ini terdapat dalam bentuk kalsium khelat yang
berjumlah 10 sampai 50% dari massa kering spora. Asam ini terdapat dalam
protoplas spora dan hanya terkandung dalam endospora yang thermo resisten
(Schlegel & Schmidt, 1994).