Peranan bakteri

a. Bakteri fotosintetik
Sebagaimana tumbuhan hijau, bakteri fotosintetik menggunakan energi cahaya matahari untuk mereduksi karbon dioksida menjadi karbohidrat. Akan tetapi, berlawanan dengan fotosintetis pada tumbuhan hijau, sumber elektron bakteri bukan air. Bakteri belerang ungu dan bakteri belerang hijau menggunakan hidrogen sulfida (H2S) untuk menyediakan elektron yang diperlukan dalam mensistesis energi. Dalam proses itu bakteri tersebut menghasilkan unsur belerang. Bakteri fotosintetik mengandung bentuk klorofil khusus yang disebut bakteriklorofil yang tergabung di dalam membran mesosom. Dengan peralatan ini, bakteri dapat menjalankan fotosistem I tetapi tidak fotosistem II (yang menerangkan ketidakmampuannya menggunakan H2O sebagai sumber elektron). Kebanyakan bakteri fotosintetik itu anaerob obligat, mereka tidak tahan terhadap oksigen bebas. Jadi terbatas pada habitat, seperti permukaan sedimen di dasar kolam. Di tempat-tempat seperti itu, mereka memanfaatkan energi cahaya apapun yang melalui ganggang hijau dan tumbuhan air yang tumbuh dalam air di atasnya. Spektrum absorpsi pada bakteri klorofil sebagian besar terletak di daerah spektrum infra merah sehingga mereka dapat menangkap energi yang tak tertangkap oleh alga di atas mereka. Bakteri fotosintetis dapat mengikat N2 menjadi bentuk senyawa misalnya NH3 dan NO3.

b. Bakteri kemoautotrop
Beberapa bakteri tak berwarna juga mempunyai kemampuan seperti organisme berklorofil, yaitu mampu membuat karbohidrat
dari bahan mentah anorganik, tetapi mereka tidak menggunakan energi cahaya untuk melakukan hal itu. Pengubahan karbon dioksida menjadi karbohidrat dapat pula terjadi dalam sel-sel hewan seperti pada sel-sel tumbuhan. Reaksi “gelap” yang menentukan juga diketahui berlangsung dalam sel-sel bakteri kemoautotrop. Mereka memperoleh energi dan elektron-elektron dengan melaksanakan oksidasi beberapa substansi tereduksi yang ada di alam sekitarnya. Energi bebas tersedia oleh oksidasi ini kemudian digunakan untuk pembuatan karbohidrat. Bakteri belerang yang kemoautotrop mengoksidasi H2S di tempat tinggalnya (mata air belerang) sehingga menghasilkan energi. Reaksinya sebagai berikut.

2H2S + O2 → 2S + 2H2O ΔG = 100 kkal

Kemudian energi ini dapat mereka pakai untuk mereduksi karbondioksida menjadi karbohidrat dengan cara yang sama seperti yang dilakukan bakteri belerang fotosintetik.

2H2S + CO2 → (CH2O) + H2O + 2S
Kelompok bakteri kemoautotrop lainnya ialah bakteri besi. (mereka bertanggung jawab atas sisik kecoklat-coklatan yang terbentuk di dalam tangki air atau toilet kakus). Mereka menyelesaikan oksidasi senyawa besi yang teroksidasi sebagian dan mampu merangkaikan energi yang dihasilkan oksidasi ini untuk mensintesis karbohidrat. Bakteri nitrifikasi juga kemoautotrof, mereka melakukan oksidasi NH3 yang dihasilkan dari protein oleh bakteri heterotrof dari hasil perombakan menjadi nitrat. Oksidasi ini menghasilkan energi untuk mendorong reaksi sintesis bakteri tersebut. Nitrat yang dihasilkan menyediakan keperluan nitrogen bagi tumbuhan.

c. Batang gram positif
Genus Clostridium merupakan contoh genus yang termasuk ke dalam batang gram positif yang terdiri atas bakteri pembentukan
spora yang bersifat anaerobik obligat yang tak tahan hidup bila terkena oksigen. Beberapa diantaranya mengeluarkan toksin yang kuat. Spora Clostridium tetani tersebar luas di tanah dan acapkali dapat memasuki tubuh kita. Luka misalnya karena pecahan gelas, paku atau jarum kotor para pencandu narkotik memiliki resiko besar terinfeksi bakteri ini karena luka tersebut dapat menimbulkan keadaan anaerobik yang diperlukan untuk perkecambahan dan pertumbuhan organisme tersebut. Bila hal ini terjadi maka dilepaskan toksin protein, zat ini menghalangi sinapsis inhibitorin pada jaringan saraf tulang punggung (tali spinal) dan otak. Akibatnya penghambatan yang timbal balik dari pasangan otot antagonis menjadi terhenti. Dan korbannya menderita
kejang otot yang hebat. Penyakit ini disebut tetanus, berkat imunisasi yang hampir universal melawan toksin itu maka perubahan kimiawi toksin menghasilkan toksoid tak berbahaya yang masih mempertahankan determinan antigen toksin tersebut. Bila digabungkan dengan suatu vaksin, maka toksoid memberikan imunisasi yang relatif berumur panjang untuk melawan efek toksinnya.

Bakteri batang gram positif lainnya adalah Clostridium botulinum yang tidak menginfeksi manusia namun bakteri ini mampu membuat toksin yang dihasilkan pada saat ia tumbuh perlahan dalam makanan yang sudah rusak (kadaluwarsa). Sebanyak 1 􀂗g saja dari toksin ini termakan bersama buncis atau jamur yang mentah maka dapat mengakibatkan kematian. Toksin ini menghalangi pelepasan ACh dari ujung-ujung akson motor. Terlihat si korban menunjukkan bukti kegiatan dari saraf simpatetik, yaitu pembesaran pupil, sulit buang air seni dan juga melemahkan otot kerangka. Apabila mengenai otot antar rusuk maka pernafasan terhenti. Toksin tersebut merupakan suatu protein dan dengan cepat sekitar 10 menit mengalami denaturasi sehingga sifat-sifatnya berubah pada suhu 1000 0C. Bacillus anthracis menyebabkan antraks, antraks khususnya merupakan suatu penyakit pada hewan ternak seperti sapi, biri-biri dan kambing. Sebelum antibiotik diketemukan, angka kematian karena infeksi Bacillus anthracis pada manusia cukup tinggi. Karena bakteri penyebab penyakit mempunyai dampak dramatis yang relatif kecil, maka akan mudah untuk mengamati seberapa banyak bakteri yang menguntungkan. Bacillius subtilis merupakan bakteri tanah, yang memiliki kegunaan sebagai sumber basitrasin, yaitu suatu antibiotik. Batang gram-positif dari genus Lactobacilius juga amat penting dalam proses perubahan susu menjadi keju dan mentega atau yoghurt.

d. Kokus gram positif
Banyak organisme dalam kelompok ini tumbuh dalam koloni-koloni yang khas, Staphylococcus membentuk paket-paket sel yang
pipih. Staphylococcus albus dapat tumbuh di kulit. Staphylococcus aureus juga sering menghuni kulit, saluran pernafasan dan saluran pencernaan. Staphylococcus hidup dengan subur dalam makanan, khususnya produk krim. Bakteri mengeluarkan toksin dan jika kita mengkonsumsi makanan tersebut dapat mengakibatkan sakit perut. Cara terbaik mencegah keracunan ini ialah dengan menyimpan makanan di lemari es dan memastikan penanganannya tidak dilakukan oleh orang yang mempunyai luka terbuka di tangannya.

Streptokokus tumbuh membentuk rantai, mereka menimbulkan gangguan yang umum seperti sakit tenggorokan, impetigo sejenis penyakit kulit yang mudah menular, disertai bisul-bisul, dan infeksi telinga tengah. Pengobatan dengan antibiotik secara cepat dapat mencegah komplikasi yang gawat. Pneumokokus, yaitu bakteri yang biasanya menyebabkan pneumonia bakterial, juga merupakan anggota gugus streptokokus. Akan tetapi, tubuh mereka cenderung tumbuh berpasangan, suatu ciri yang menyebabkan para peneliti mengklasifikasikannya dalam genus Diplococcus. Pneumonia bakterial biasanya bereaksi cepat terhadap pengobatan antibiotik, dinding sel pneumokokus yang virulen dikelilingi kapsul polisakarida.

e. Batang gram negatif

Basil gram-negatif jumlahnya banyak sekali, tetapi organisme yang paling banyak diteliti ialah Escherichia coli yang menghuni usus manusia tetapi tidak menimbulkan kerusakan pada inangnya. Sebenarnya organisme ini membantu kita dengan mensintesis vitamin K dan sebagian dari vitamin B, agar dapat diserap oleh saluran pencernaan. Beberapa di antara penghuni gramnegatif yang ada dalam pencernaan manusia ada juga yang tidak begitu menguntungkan. Salmonella typhi dapat menimbulkan deman tifoid, yaitu suatu penyakit umum yang dapat menjadi epidemi serius di tempat yang sanitasinya kurang baik. Individu yang telah sembuh dapat menjadi “pembawa” organisme itu, mereka tetap menyimpannya didalam tubuh, biasanya didalam kandung empedu. Bakteri dari kandung empedu masuk ke saluran pencernaan bersamasama dengan cairan empedu dan keluar bersama tinja. Vibrio cholerae adalah agen kolera yang sangat berbahaya, dan merupakan salah satu penyakit pencernaan yang paling merusak. Organisme ini mengeluarkan toksin yang menyebabken diare yang parah berkisar 10-15 liter/hari sehingga akan menghilangkan garam-garam elektrolit didalam butuh. Kalau air dan garam tidak diganti secepatnya, si penderita dapat meninggal setelah beberapa jam. Sebagaimana penyakit usus lainnya, kolera timbul karena menelan makanan atau air minum yang dicemari organisme tersebut.Yersina pestis merupakan basil yang menyebabkan penyakit pes, organisme ini biasanya ditularkan kepada manusia melalui gigitan kutu tikus yang terinfeksi. Sewaktu menyebar ke dalam nodus limpa, organ ini menjadi sangat bengkak maka penyakit ini dinamakan pes bubonik (bubo = pembengkakan nodus limpa). Jika masuk ke dalam paru-paru, organisme itu dapat langsung menyebar dari orang ke orang, sehingga menyebabkan pes “pneumonia” dengan kematian yang relatif cepat, yaitu 2-3 hari. Kalau tidak dirawat maka 50-75 % dari kasus pes bubonik ini berakhir secara fatal. Tidak mengherankan bahwa epidemi pes yang dulu timbul di eropa pada abad keempat belas, menimbulkan kehancuran yang sangat hebat. Hanya dalam tiga tahun (1348-1350), sekurangkurangnya seperempat dari penduduk Eropa menyerah kepada penyakit ini. Diperkirakan bahwa “kematian hebat” dalam periode tersebut menurunkan jumlah penduduk Siena dari 42.000 menjadi 15.000. Ancaman penyakit ini belum hilang sama sekali, Yersina pestis masih tumbuh dengan subur pada beberapa populasi rodensia (pengerat), misalnya tupai tanah. Untunglah, perawatan yang segera dengan antibiotik biasanya dapat menyembuhkannya dengan cepat.

f. Kokus gram negatif

Dua anggota kelompok ini yang perlu mendapat perhatian ialah Neissiria meningitidis yang dapat menimbulkan meningitis meningokokal, yaitu suatu infeksi yang teramat parah di selaput otak (meninges) yang lazim pada anak kecil. Neissiria gonorrhoeae yang menyebabkan salah satu penyakit manusia yang paling tersebar luas yaitu gonorhea.
Organisme itu menyebar secara langsung dari seseorang yang satu ke seseorang yang lain melalui kontak seksual. Pada laki-laki, organisme ini menyerang uretra menyebabkan keluarnya nanah dan sering kali menetap di kelenjar prostat dan epididimis. Pada perempuan organisme ini menyebar pada vagina ke serviks dan tuba fallopi. Jika infeksi itu tidak dirawat, kerusakan yang diakibatkan pada tuba fallopi itu dapat mengganggu lewatnya sel telur sehingga menimbulkan kemandulan.

g. Spirillium

Dinding sel yang kaku pada spirillium menjadikannya berbentuk heliks. Mereka ini bersifat gram-negatif dan motil. Kebanyakan terdapat di sekitar air, baik air tawar maupun air asin. Akan tetapi, ada juga satu spesies yang sering dijumpai menghuni mulut manusia.

h. Aktinomisetes
Kebanyakan anggota dalam kelompok ini tumbuh seperti filamen-filamen yang tipis seperti kapang daripada sel-sel tunggal. Sehingga sejak lama diduga sebagai fungi (cendawan). Meskipun ada persamaan dalam hal pola pertumbuhannya, tetapi mereka bukanlah fungi. Fungi termasuk eukariota sedangkan Aktinomisetes adalah prokariota, dengan adanya perbedaan yang mendasar itu menunjukkan struktur sel serta biokimianya. Aktinomisetes merupakan anggota yang dominan dari populasi mikroba di tanah. Di sini mereka berperan utama dalam penghancuran sampah organik. Banyak penghuni tanah merupakan sumber penting bagi antibiotik. Streptomisin, eritromisin kloramfenikol yang dijual sebagai “Chloromycetin”, dan tetrasiklin dijual sebagai “Aureomycin” dan “tetramycin” adalah produk dari aktinomisetes. Mycobacteria dan Corynebacteria merupakan kerabat dekat Aktinomesetes. Dua species mikrobakteri ini menyebabkan penyakit pada manusia yang serius dan kronis, yaitu Tuberkolose dan lepra. Corynebacteria diphtheriae menyebabkan penyakit difteri, sebagaimana pada tetanus, bahaya pada difteri bukan karena penyebaran bakteri tersebut ke dalam jaringan di tenggorokan, melainkan karena toksin yang dihasilkan. Toksin difteri mengeluarkan efek beracunnya dalam cara yang paling spesifik. Racun itu mengkatalisis inaktivasi suatu faktor yang penting bagi asam amino untuk ditambahkan kepada rantai polipeptida yang disintesis pada ribosom. Toksin difteri adalah suatu protein, gen struktural yang menyandikan untuk protein itu bukan merupakan milik bakteri tersebut, tetapi suatu bakteriofaga yang dapat menginfeksi bakteri tersebut dan bergabung dengan genomnya. Toksin difteri dapat diperoleh dari biakan organisme, perlakuan dengan formaldehida mengubahnya menjadi toksoid yang tidak membahayakan. Imunisasi dengan toksoid difteri biasanya bergabung dengan toksoid tetanus dan preparat kuman batuk rejan yang dilemahkan dalam vaksin “tripel” menyebabkan penurunan besar dalam wabah penyakit.

i. Spirochaeta
Spirochaeta adalah bakteri yang panjang dan juga tipis, berbentuk pilinan yang panjangnya berkisar antara beberapa 􀂗m sampai 500 􀂗m. Dinding selnya tidak sekaku dinding sel spirilla sehingga mereka dapat melengkung dengan mudah sekali walau
beberapa Spirochaeta ada yang tidak berbahaya dan hidup dalam air tawar, tanah, atau tubuh hewan, tetapi ada juga yang parasit, misalnya Spirochaeta yang menyebabkan penyakit sifilis, yaitu penyakit kelamin yang menular.

j. Mycoplasma
Mycoplasma adalah bakteri nonmotil yang kecil sekali tanpa dinding sel. Beberapa diantaranya hidup bebas, sedang yang lain hidup sebagai parasit pada tumbuhan, serangga dan hewan lain. Mycoplasma pertama yang ditemukan merupakan organisme yang menyebabkan suatu tipe pneumonia yang disebut pleuropneumonia pada hewan ternak. Anggota lain dari kelompok ini menyebabkan penyakit pada manusia yang dinamakan pneumonia atipikal primer. Mycoplasma termasuk organisme soliter yang paling kecil pada prokariotik meskipun banyak yang demikian kecil (0,1 􀂗m) untuk dapat dilihat di bawah mikroskop elektron, tetapi mereka mengandung segala sesuatu yang diperlukan untuk menjalankan semua aktifitas kehidupan.

k. Rickettsia dan Chlamydiae
Rickettsia berlainan dengan Mycoplasma karena Rickettsia hampir seluruhnya adalah parasit intraseluler obligat. Hal ini berarti bahwa mereka dapat tumbuh dan berkembang biak hanya selama mereka ada di dalam sel inangnya, yaitu beberapa arthropoda tertentu seperti caplak, tungau, kutu rambut, dan kutu anjing serta mamalia, mereka bergantung kepada sel inangnya agar disediakan koenzim seperti ATP. Demam tipus disebabkan Rickettsia yang ditularkan dari seseorang ke orang lain karena kebiasaan mengisap darah dari kutu tubuh. Demam bercak Rocky Mountain Spotted Fever disebabkan oleh Rickettsia yang ditularkan melalui gigitan caplak yang terinfeksi, untuk menanggulangi organisme ini dilakukan pengobatan dengan antibiotik. Chlamydiae menyerupai Rickettsia dalam banyak hal. Mereka pun parasit sangat kecil, obligat intraseluler. Penyakit yang dapat ditimbulkan Rickettsia ini misalkan psittacosis atau “parrot fever” disebut juga demam burung kakak tua. Sebenarnya, bermacam-macam burung bahkan kadang-kadang manusia yang berfungsi sebagai inang organisme ini, sehingga nama omitosis sekarang lebih disukai. Chlamydiae juga menyebabkan trakhoma, merupakan infeksi mata yang amat sering mengakibatkan kebutaan permanen. Diperkirakan kini 400 juta orang menderita trakhoma dan 6 juta buta karenanya.

l. Bakteri peluncur
Prokariota ini dinamakan bakteri peluncur karena caranya berpindah tempat, meluncur di atas substratnya. Banyak spesies bakteri peluncur ini uniseluler, sedangkan yang lain membentuk filamen sel yang panjang. Sel-sel dalam filamen itu berbagi dinding yang sama. Kebanyakan bakteri peluncur bersifat heterotrop, tetapi beberapa adalah kemoautotrop, yang dapat mengoksidasi H2S untuk energi sebagaimana bakteri belerang kemoautotrof. Bakteri peluncur berfilamen, secara khusus sangat mirip dengan kelompok utama prokariota, yaitu ganggang hijau-biru. Persamaan itu begitu dekatnya, sehingga bakteri peluncur berfilamen ini dapat mewakili ganggang hijau-biru yang telah kehilangan kemampuannya untuk ber-fotosintesis.

2. Alga hijau biru (Cyanophyta)
Sejak lama organisme ini disebut alga (ganggang) karena mereka hidup mirip dengan alga lainnya, dalam hal ini habitatnya dan dalam hal cara fotosintesisnya. Meskipun demikian, alga hijau-biru ini adalah prokariota, dengan demikian jauh lebih dekat kerabatnya dengan bakteri daripada dengan alga lainnya yang bersifat eukariotik. Untuk alasan inilah, para peneliti lebih menyukai pemakaian istilah cyanobacteria (“bakteri hijau-biru”) untuk organisme itu. Walaupun alga hijau-biru itu berfotosintesis dan bersifat prokariotik, mereka berbeda dengan bakteri fotosintetik dalam banyak hal penting. Klorofilnya ialah klorofil a, yaitu molekul yang sama dengan yang dijumpai pada tumbuhan dan algae lain, mereka mampu menggunakan air sebagai sumber elektron dan dengan mereduksi karbon dioksida menjadi karbohidrat. Reaksinya sebagai berikut:
CO2 + 2H2O → (CH2O) + H2O + O2
Seperti halnya bakteri peluncur, alga hijau-biru terbungkus dalam dinding peptidoglikan yang dikelilingi selubung bergetah. Beberapa spesies bersel satu, beberapa tumbuh sebagai filamen dari sel-sel yang berhubungan. Sejumlah algae hijau biru berfilamen dapat mengikat nitrogen atmosfer. Hal ini dilakukan dalam heterosista, yaitu sel tak berwarna yang terdapat di antara sel-sel fotosintetik. Organisme inilah yang tumbuh subur bilamana unsur fosfat banyak terdapat di danau dan perairan lain yang airnya tawar. Ganggang hijaubiru yang mengikat nitrogen juga penting menjaga kesuburan padi. Beberapa spesies hidup subur di mata air panas Yellowstone National Park pada suhu yang cukup panas untuk merebus telur. Pita hitam yang terdapat pada karang di sepanjang tepi pantai pada saat air laut naik disebabkan oleh alga hijau-biru. Karena yang mereka perlukan untuk hidup adalah cahaya, udara (N2 dan CO2), air dan beberapa ion organik, maka kemampuannya yang tinggi untuk hidup di lokasi yang keras itu dapatlah dipahami, bahkan kalau kekurangan cairan pada saat pasang surut air laut, selubung gelatinnya dapat menjaganya dari kekeringan. Selain klorofil dan beta-karoten, alga hijau-biru mengandung satu atau dua pigmen tambahan, yaitu pigmen biru yang disebut fikosianin dan pigmen merah yang dinamakan fikoeritrin. Campuran sederhana klorofil dan fikosianin dan pigmen pada beberapa species memberikan warna hijau, tetapi species yang mengandung fikoeritrin tampak berwarna merah, ungu, coklat, atau bahkan hitam. Laut merah mendapat namanya karena alga hijau biru berwarna merah yang terdapat di perairannya. Di laut dangkal yang airnya hangat, hidup alga hijau-biru dan bakteri dalam koloni-koloni besar. Di sekitarnya terbentuk endapan mineral membentuk kolam-kolam dan bukit-bukit kecil berlapis-lapis yang disebut stromatolit.

Stromatolit yang sangat tua ditemukan di formasi geologi di berbagai tempat di bumi. Umur stromatolit berkisar antara berjuta tahun sampai 3,5 milyar tahun. Fosil mikroskopik yang mirip dengan alga hijau biru berfilamen ditemukan dalam stromatolit yang berumur 2,3 × 109 tahun. Beberapa di antara fosil mikroskopik ini tersimpan dengan amat baiknya sehingga tampak heterosistanya. Jika stromatolit yang sangat tua itu dibentuk dengan cara yang sama, maka dapat disimpulkan bahwa alga-hijau biru telah ada di bumi sejak 3,5 × 109 tahun yang lampau.

Posted on 14 July 2011, in Biologi, Kelas X and tagged , , , , . Bookmark the permalink. Leave a comment.

Comments are closed.

%d bloggers like this: