Gram Positives Rods/Bacilli

Anriansyah Renggaman 10407008
Dimas Arif Nugraha
10407009
M. Ferdyansyah Sechan 10407018
Phylogenetic tree of Bacteria
Gram Positive Rods
• Gram positive rods bacteria bukan merupakan suatu tingkatan
taxa spesifik dalam sistem klasifikasi prokariot
• Dalam Bergey’s Manual of Systematical Bacteriology 2004,
anggota Gram-positive rods bacteria sebagian besar tersebar
dalam filum Firmicutes
• Firmicutes (firmus : firm/kuat dan cutes : kulit, dalam hal ini
dinding sel)
• Filum firmicutes terdiri atas 3 Class besar yaitu Bacilli,
Clostridia, dan Erysipelotrichi (Ludwig, -)
Gram Positive Rods
 Gram-positive rod bacteria sebagian besar tergabung ke
dalam class Bacilli dan Clostridia
 Dalam kelas Clostridia terdapat 3 ordo diantaranya ordo
Clostridiales, 25 family termasuk diantaranya family
Clostridiaceae, serta 13 genera termasuk genus Clostridium
 Kelas Bacilli memiliki 2 ordo yaitu ordo Bacillales dan ordo
Lactobacillales serta >10 famili, dengan >30 genera
termasuk diantaranya genus Bacillus dan Lactobacillus
Taksonomi filum Firmicutes
Figure 1
Consensus dendrogram
reflecting the phylogenetic
relationships of the classes
“Bacilli” and “Erysipelotrichi”
within the Firmicutes
Figure 2
Consensus dendrogram reflecting
the phylogenetic relationships of
the order Bacillales within
the class “Bacilli”
Figure 3
Consensus dendrogram
reflecting the phylogenetic
relationships of the order
“Lactobacillales”
within the class “Bacilli”
Figure 4
Consensus dendrogram
reflecting the phylogenetic
relationships of the class
“Clostridia” within
the Firmicutes
Figure 5
Consensus dendrogram
reflecting the phylogenetic
relationships of the order
Clostridiales (part
one) within the class
“Clostridia”.
Figure 6
Consensus dendrogram
reflecting the phylogenetic
relationships of the order
Clostridiales (part
two) within the class
“Clostridia”
Figure 7
Consensus dendrogram
reflecting the phylogenetic
relationships of the orders
Halanaerobiales and
“Thermoanaerobacterales” as
well as some deep branches of
the Clostridiales within the
class “Clostridia”
Gram positive rods (lanjutan…)
• Dikarenakan anggota bakteri Gram-positive rod
tersebar dengan luas maka penjabaran melalui
pendekatan systematical agak sulit dilakukan
• Oleh karena itu dilakukan pendekatan seperti yang
dicontohkan pada Bergey’s Manual of Determinative
Bacteriology 1994
• Pada buku tersebut Gram-positive rod bacteria
dikelompokkan menjadi tiga kelompok umum yaitu :
– Non-spore forming group
– Spore forming group ; dan
– Irregular-shape group
Nonspore Forming Group
• Karakteristik utama dari kelompok ini adalah tidak
membentuk spora
• Dalam Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology
1994 genus-genus bakteri yang termasuk ke dalam
non-spore forming rod diantaranya adalah :
Brochothrix, Carnobacterium, Caryophanon,
Erysipelothrix, Kurthia, Lactobacillus, dan Listeria.
Listeria
• Termasuk ke dalam family
•
•
•
•
Listeriaceae bersama-sama dengan
genus Brochothrix
Dinamai berdasarkan nama
penemunya, ahli bedah asal inggris
bernama Joseph Lister
Ciri-ciri umum: bentuk batang,
tidak membentuk endospora, biasa
ditemukan membentuk rantai
pendek/diplobasil, tumbling
motility, uji katalase (+)
Kebanyakan bersifat parasit
intraseluler
Contoh spesies paling dikenal :
Listeria monocytogenes
Listeria monocytogenes
 Listeria monocytogenes diketahui
sebagai spesies Listeria yang
patogen dan menginfeksi manusia
 Infeksi umumnya terjadi akibat
makanan (food-borne)
 Menyebabkan penyakit serius yang
dikenal dengan Listeriosis
 Listeriosis dapat mengakibatkan
meningitis (enchepalitis),
septicemia, pneumonia, infeksi
mulut rahim dll.
Genus Lactobacillus
 Termasuk ke dalam filum Bacilli
dan family Lactobacillaceae.
 Diberi nama Lactobacillus karena
bakteri dari grup ini mampu
mengkonversi lactosa menjadi asam
laktat
 Ciri umum dari bakteri ini adalah :
bentuk batang, tidak membentuk
spora, fakultatif
anaerob/mikroaerofilik, umumnya
tidak berbahaya (patogen), dan
menghasilkan asam organik
(terutama asam laktat)
 Spesies yang cukup dikenal dari
genus ini antara lain adalah : L.
acidophilus, L. bulgaricus, L. caseii
dll.
Lactobacillus casei
 Spesies Lactobacillus yang umum
ditemukan di usus kecil manusia
 Memiliki range pH yang luas dan
diketahui dapat menekan
pertumbuhan bakteri ‘jahat’
 Merupakan bakteri probiotik yang
dapat membantu pencernaan,
mengurangi intoleransi terhadap
laktosa dan mengatasi konstipasi
 Bakteri yang umum diaplikasikan di
bidang industri, terutama industri
makanan (dairy product). Contoh :
Yakult yang menggunakan L. Caseii
strain Shirota
Genus Erysipelothrix
 Genus Erysipelothorix merupakan
genus yang termasuk ke dalam kelas
Erysipelotrichi yang merupakan kelas
yang baru dari filum Firmicutes
 Erysipelothorix merupakan jenis
bakteri yang bersifat patogenik
terhadap hewan, terutama babi
ternak.
 Ciri umum dari genus bakteri ini
adalah : gram positif, tidak berspora,
kemoorganotropik, fakultatif
anaerob, weakly fermentative, tidak
motil, uji katalase-oksidase (-).
 Terdapat tiga spesies yang cukup
dikenal dari genus ini yaitu :
Erysipelothrix rhusiopathiae,
Erysipelothrix tonsillarum, dan
Erysipelothrix inopinata
Erysipelothrix rhusiopathiae
 Erysipelothrix rhusiopathiae
merupakan bakteri yang dikenal
patogen terhadap hewan ternak
terutama babi dan kalkun
 Bakteri ini tersebar di seluruh
belahan dunia
 Bakteri ini menyebabkan penyakit
erysipelas pada hewan. Erysipelas
mengakibatkan septicemia,
anorexia, diare, dan berujung pada
kematian hewan
 Selain itu bakteri tersebut juga
menyebabkan penyakit erysipeloid
pada manusia yang
mengakibatkan luka borok pada
kulit manusia
Genus Brochothrix
 Genus brochotrix tergabung
bersama Listeria di dalam
family Listeriaceae
 Memiliki ciri umum yaitu :
gram positif, tidak membentuk
spora, fakultatif anaerob, dan
bersifat non-motil, uji katalase
positif dan memfermentasi
gula.
 Spesies yang paling terkenal
dari genus ini adalah
Brochothrix thermosphacta
Brochothrix thermosphacta
 B. Thermosphacta merupakan bakteri yang terkenal
sebagai bakteri yang terkenal sebagai penyebab
kerusakan/kebusukan makanan terutama pada daging
yang disimpan pada kulkas, dan daging olahan yang
disimpan dalam secara aerobik/kondisi atmosfir yang
termodifikasi
 Hal ini dimungkinkan karena sifat bakteri ini yang
bersifat psikotrofik dengan rentang suhu 0-30 oC
 Range pH untuk tumbuh 5-9, dapat menoleransi kadar
air yang rendah  cocok hidup di daging
Clostridium
• Ciri-ciri umum: obligat anaerob, berbentuk
batang, mampu membentuk endospora
yang bisa bertahan dalam keadaan terpapar
oksigen
• Namanya berasal dari kata kloster
(κλωστήρ) yang berarti “spindle”
• Kebanyakan bersifat saprofit, namun lebih
dikenal sebagai patogen pada hewan dan
manusia
Clostridium: contoh spesies
• Clostridium tetanii
– Ditemukan di tanah yang dipupuk
berlebihan dan feses (serta saluran
pencernaan) berbagai hewan
– Spora terbentuk di ujung sel yang
membengkak, dan organisme ini bisa
terwarnai gram negatif, terutama bila
sudah tua
– Agen penyebab tetanus, terjadi ketika
luka pada tubuh terkontaminasi spora
C. tetanii dan terjadi produksi toksin
tetanus
Clostridium: contoh spesies
• Clostridium botulinum
– Terdistribusi luas di tanah,
sedimen danau dan kolam, serta
tanaman yang membusuk
– Terdapat tujuh macam tipe
toksigenik yang masing-masing
memproduksi toksin yang khas
secara imunologi (A, B, C1, D, E, F,
and G)
– Keracunan botulinum toksin
terjadi akibat ingesti makanan
yang telah mengandung racun
clostridial
Clostridium: contoh spesies
 Clostridium difficile
 Tidak menyebabkan penyakit pada manusia, namun
dapat berkembang biak secara pesat dalam usus pasien
yang tengah menjalani terapi antibiotik
 Menyebabkan antibiotic-associated diarrhea (AAD),
dan gejala klinis lain seperti colitis and
pseudomembranous colitis
 Memproduksi 2 toksin: toksin A (enterotoksin) dan
toksin B (cytopathic, lethal toxin)
 Perawatan dapat dilakukan dengan pemberian
metronidiazole or vancomycin secara oral selama 10 hari
Bacillus
 Ciri-ciri umum: gram positif, membentuk endospora, dan
tumbuh pada lingkungan ber-oksigen
 Awal mula klasifikasi genus Bacillus didasarkan pada dua
kriteria: pertumbuhan aerobik dan pembentukan endospora
 Hal ini menyebabkan heterogenitas spesies dalam genus tersebut
 Analisis lebih lanjut terhadap 16s rRNA menunjukkan
kekerabatan dengan spesies yang tak berspora
 Level ordo: Enterococcus, Lactobacillus, and Streptococcus
 Level famili: Listeria and Staphylococcus
 Hasil analisis 16s rRNA juga mengakibatkan “pemekaran” genus
bacillus menjadi famili-famili lainnya (setara dengan famili
Bacillaceae seperti Acyclobacillaceae, Paenibacillaceae and
Planococcaceae
Bacillus: contoh spesies
 Bacillus anthracis
 Penyebab penyakit anthrax
 gram positif batang, berukuran 1 -
1.2µm x 3 - 5µm.
 Dapat ditumbuhkan di medium standar
dalam keadaan aerob atau anaerob.
 Secara fenotip dan genotip serupa
dengan B. cereus dan B. thuringiensis.
 Dua faktor yang menyebabkan
patogenitasnya:


poly-D-glutamyl capsule: melindungi dari
fagositosis
Anthrax toxin: terdiri atas 3 komponen,
yakni edema factor (inherent adenylate
cyclase), protective antigen factor (binding
domain) dan lethal factor
Bacillus: contoh spesies
 Bacillus cereus
 Secara genotip dan fenotip (terutama
ukuran sel) mirip dengan B. anthracis
 Merupakan mikroba tanah, namun
ditemukan juga pada makanan
 Agen utama keracunan makanan (foodborne illnesses) karena memproduksi
toksin
 Dua macam penyakit yang bisa
ditimbulkan bakteri ini:


“Emetic form”, yang disebabkan oleh emetic
toxin yang heat-stable. Karakterisasinya
ialah muntah-muntah dan mabuk (nausea),
mirip dengan kasus pencemaran makanan
oleh S. aureus
“Diarrheal form”, yang disebabkan oleh
enterotoksin. Gejalanya adalah kram perut
dan diare selama 8 sampai 16 jam, mirip
dengan kasus pencemaran makanan oleh
Clostridium perfringens
Bacillus: Contoh spesies
 Bacillus thuringiensis
 Secara genotip dan fenotip (terutama ukuran sel) mirip
dengan B. anthracis
 Dapat dibedakan dari kedua saudaranya karena bersifat
patogen pada serangga, terutama lepidoptera

Dapat membentuk kristal parasporal yang bersifat toksik bagi
larva lepidoptera
 Kelebihannya ini membuat B.T. memiliki potensi
menjadi insektisida alami
 Pembentukan paraspora ini dikode oleh suatu plasmid
yang juga bisa ditransfer ke B. cereus, membuatnya
mampu memproduksi BT toksin.

Menunjukkan dekatnya hubungan kekerabatan antara spesies
Genus Corynebacterium
 Karakteristik genus:
 Gram positif dengan ujung lurus ataupun melengkung.
 Tidak dapat membentuk spora.
 Fakultatif anaerob.
 Non-motil dan tidak berkapsula.
 Contoh species: Corynebacterium diphtheriae.
Corynebacterium diphtheriae
 Flora normal pada tenggorokan dan nasofaring.
 Penyebab penyakit difteri (pharingeal maupun
cutaneous), menyebar melalui inhalasi
pernapasan dan sentuhan kulit langsung.
 Jika tidak segera diobati penyakit dapat
menyebar ke jantung (myocarditis), CNS
(paralysis), dan ginjal (gagal ginjal).
Pencegahan dan Pengobatan
 Imunisasi aktif dengan
menggunakan vaksin
toksoid (DPT).
 Imunisasi pasif dengan
menggunakan
DAT(Diphteria antitoxin)
 Menggunakan antibiotik
penicillin atau
erythromycin.
Genus Brevibacterium
 Ditemukan tahun 1953.
 Sel pada fase stationer berbentuk cocoid dan sel pada
fase exponensial berbentuk batang.
 Nonmotil kecuali B. iodinum.
 Memiliki diphosphatidylglycerol,
phosphatidylglycerol, and dimannosyldiacylglycerol
sebagai polar lipid.
 Halotoleran (dapat hidup pada kadar NaCl
hingga 15%)
 Bakteri proteolitik.
 Aerob obligat.
 GC content: 60 – 67 % mol.
 Contoh species: B. casei, B.epidermidis, B.
mcbrellneri, B. otitidis, B. avium, B. iodinum, dan B.
linens (tipe species).
Brevibacterium linens
 Bakteri ini digunakan dalam
proses pembuatan keju dan
ditemukan pada permukaan
keju Limburger, Munster,
Brick, Tilsiter, and
Appenzeller.
 Memiliki aktivitas
proteolitik, peptidolitik,
esterolitik, dan lipolitik
yang berperan dalam proses
pematangan keju.
Genus Bifidobacterium
 Anaerob.
 Terkadang membentuk huruf V atau Y.
 Gram positif namun, kadang terlihat sebagai gram
negatif.
 Nonmotil, tidak tahan asam, dan tidak menghasilkan
spora.
 Hasil utama fermentasi karbohidrat berupa asam laktat
dan asam asetat.
 Tumbuh pada pH mendekati
netral (optimum pada
lingkungan sedikit asam).
 Suhu pertumbuhan optimum
pada 37–410C.
 Ditemukan pada saluran
pencernaan, vertebrata darah
panas, dan pada saluran
pembuangan limbah.
 Species tipe: Bifidobacterium
bifidum.
Bifidobacterium bifidum
 Merupakan bakteri yang ada pada saluran pencernaan bayi
yang diberi oleh ASI.
 Mencegah pertumbuhan mikroba patogen.
 Bakteri ini digunakan dalam proses pembuatan yoghurt
dan berfungsi sebagai probiotik.
 Namun, untuk mengemas bakteri ini dalam keadaan hidup
terdapat kendala karena bakteri ini termasuk anaerob
obligat.
Genus Actinomyces
 Anggota dari kelas actinobacteria.
 Mempunyai struktur seperti hifa pada koloni kulturnya.
 Nonmotil, nonsporing, tidak tahan asam.
 Fakultatif anaerob.
 Hasil perwarnaan gram positif namun terkadang bisa
negatif ataupun keduanya.
 Temperatur optimum untuk
tumbuh adalah 35-370C.
 Banyak ditemukan di rongga mulut.
 Tipe species: A. bovis (penyebab
penyakit actinomicosis pada ternak).
 Contoh species yang lain: A. israelii.
Actinomyces israelii
 Penyebab penyakit actinomycosis pada manusia.
 Penyakit yang diakibatkan tidak terpeliharanya kebersihan
rongga mulut dan akibat adanya luka pada membran
mucosa mulut.
 Penyakit ini ditandai dengan adanya benjolan pada daerah
rahang ataupun mulut penderita.
 Dapat disembuhkan dengan menggunakan penicillin
ataupun amoxcillin dan juga melalui operasi jika penyakit
sudah membesar.
Genus Acetogenium
 Batang lurus.
 Dapat berupa sel tunggal dan juga sel berpasangan.
 Nonmotil dan nonsporing.
 Anaerob obligat.
 Membutuhkan sistein ataupun sulfida agar dapat
tumbuh.
 Thermofilik (tumbuh pada suhu 50-720C dengan
suhu optimum pertumbuhan 660C).
 Menghasilkan asam asetat sebagai hasil oksidasi
H2 dan reduksi CO2.
 Dapat pula bersifat kemoorganotrof dengan
menggunakan gula menjadi asam asetat.
 Ditemukan pada lumpur di danau tropis.
 Tipe species: Acetogenium kivui
Daftar Pustaka
 Whitman, William et.al. tanpa tahun. Revised Road Map to the




Phylum Firmicutes. Bergey’s Manual of Systematical
Bacteriology. New York : Springer
Todar, Kenneth. 2007. http://Textbookofbacteriology.net
Hensyl, William R. 1994. Bergey’s Manual of Determinative
Bacteria 8th ed. New York : Springer
Talaro, K.P., 2008. Foundations in Microbiology. 6th Ed. New
York: McGraw-Hill.
Collins, Matthew D., 2006. The Genus Brevibacterium. Prok (3):
1013-1019. [Online].
http://www.springerlink.com/content/n2521r6877404814/fulltex
t.pdf?page=1. [2009, Des 2]
 Leigh, John A. and Ralph S. Wolfe. 1983. Acetogeniurn kiwi gen.
nov., sp. nov., a Thermophilic Acetogenic Bacterium. IJSEM (33):
886. [Online]. :
http://ijs.sgmjournals.org/cgi/reprint/33/4/886.pdf. [2009, Des
02].
 http://en.wikipedia.net