II. PENGGOLONGAN MIKROORGANISME

II.

PENGGOLONGAN MIKROORGANISME

A. PERKEMBANGAN STUDI MIKROBIOLOGI Awal keberadaan mikroorganisme baru diketahui dengan nyata setelah ditemukannya lensa sebagai alat pembesar. Mikroorganisme yang tidak dapat dilihat oleh mata biasa karena ukurannya yang sangat kecil, pada tahun 1683 menjadi dapat terlihat karena penemuan lensa oleh Antonie van Leeuwenhoek (1632–1723). Leewenhoek adalah seorang pedagang kain yang mempunyai kegemaran mengasah batu lensa. Dengan menggunakan lensanya, secara kebetulan dia menemukan organisme-organisme organisme kecil dari dalam air hujan, air laut, dari sela--sela gigi dan lainlain. Lensa-lensa lensa yang dibuat Leewenhoek pada waktu itu mampu melihat benda kecil dengan pembesaran sampai 400 x. Oleh karena itu, hasil-hasil hasil hasil pengamatannya pada organisme-organisme organisme kecil tersebut menjadi sangat menakjubkan untuk ukuran u pada jaman itu, bahkan sampai sekarang jika didasarkan kepada sederhananya alat yang digunakan.

Penemuan Leeuwenhoek tersebut merupakan awal penting dalam dunia mikrobiologi, tetapi ilmuan-ilmuan ilmuan ilmuan pada masanya itu mengakuinya bahwa adanya organismee kecil tersebut terbentuk dari air. Hal tersebut disebabkan karena pada jaman itu teori generatio spontanae atau abiogenesis sudah diakui masyarakat sejak awal. Teori generatio spontanae menganggap bahwa organisme berasal dari benda-benda benda mati atau terjadii secara spontan, sehingga mikroorganisme yang ditemukan dari dalam air oleh Leewenhoek dianggap terbentuk dari air. Dengan demikian bahwa penemuan organisme kecil oleh Leewenhoek tersebut baru menjawab bahwa di dunia ini ada mahkluk hidup yang ukurannya sangat sangat kecil, tidak terlihat mata, dan terdapat dimanadimana mana. Ditemukannya organisme kecil atau mikroorganisme oleh Leeuwenhoek menarik minat terhadap perdebatan hebat pada masa itu mengenai asal-muasal asal muasal kehidupan. Dari mana datangnya mikroorganisme dalam air air tersebut ?. Teori generatio spontanae diuji untuk menjawabnya. Pada masa itu, generatio spontanae harus menjelaskan adanya Bambang Purnomo, 2008. 200 Materi Kuliah Mikrobiologi.. Faperta Unib. Bengkulu

1

organisme kecil dalam air yang ditemukan Leeuwenhoek, adanya lalat pada daging yang membusuk, adanya tikus dan kecoa dalam sampah dan sejenisnya. Banyak sekali percobaan-percobaan ilmuan pada masa itu untuk menjawab asal muasal kehidupan dan dari mana asal mikroorganisme ?. John Needham (1713–1781) dalam kertas kerjanya yang diterbitkan pada tahun 1749 menyatakan bahwa lalat dan organisme kecil lainnya tetap tumbuh dalam daging walaupun daging tersebut telah direbus, sehingga ia berkesimpulan bahwa lalat dan mikroorganisme tersebut berasal dari daging. Lazzaro Spallanzani (1729–1799), mengatakan bahwa Needham belum melakukan tindakan pencegahan yang memadai untuk menghalangi mikroorganisme dalam udara masuk ke dalam daging rebusannya. Spallanzani kemudian melakukan percobaan dengan merebus kaldu daging dan ditutup rapat-rapat. Hasil percobaan Spalanzani membuktikan bahwa mikroorganisme tidak ditemukan dalam kaldunya dalam beberapa hari, artinya : mikroorganisme tidak berasal dari kaldu daging, sehingga generatio spontannae tidak benar. Franz Schulze dan Theodor Schwann menyanggah kesimpulan Spalanzani, mikroorganisme tidak daapat hidup dalam kaldu karena Spalanzani tidak memberi kesempatan udara sebagai syarat hidup masuk ke dalam kaldu. Franz Schulze (1815–1873) melakukan percobaan yang sama dengan Spalanzani tetapi memberi kesempatan udara masuk ke dalam kaldu melewati larutan asam. Theodor Schwann (1810–1882) juga melakukan hal yang sama tetapi udara dilewatkan ke pipa yang dipanaskan. Hasil kedua percobaan tersebut juga menyimpulkan bahwa mikroorganisme tidak mungkin berasal dari benda mati, meskipun akhirnya disanggah juga oleh masyarakat tentang kebenarannya. Seperti orang pada masa kini, orang-orang yang hidup semasa dengan Needham dan Spallanzani-pun merasa sulit meneripa konsep yang sama sekali baru, sehingga argumen-argumen peneliti yang kontroversial tentang terjadinya mikroorganisme akan selalu disanggah. Kontroversi ini berlangsung sampai pertengahan abad sembilan belas, yang akhirnya muncul peneliti baru dalam ilmu pengetahuan, yakni : Louis Pasteur (1822–1895). Ia adalah seorang ahli kimia yang tertarik pada industri minuman anggur dan perubahan-perubahan yang terjadi selama proses pembuatannya. Perhatiannya terhadap fermentasi inilah yang mendorongnya ikut berdebat tentang generatio spontanae. Fermentasi merupakan oksidasi anaerob karbohidrat oleh kerja ensim mikroorganisme. Fermentasi terjadi karena ensim, yakni zat yang dihasilkan sel hidup yang menyebabkan berlangsungnya reaksi-reaksi kimia tertentu. Sebagai contoh : sari buah apel (karbohidrat) jika dibiarkan akan meragi, menghasilkan alkohol dan asam. Pertanyaan yang timbul dalam proses tersebut : apakah alkohol dan asam tadi disebabkan oleh mikroorganisme yang ada dalam sari buah tersebut yang merombak karbohidrat atau sebaliknya mikroorganisme dalam sari buah itulah yang berasal dari proses peragian seperti yang dikemukakan oleh pendukung generatio spontanae ?. Secara tegas Louis Pasteur menentang konsepsi generatio spontanae dan mulai menyimak secara cermat karya-karya pendahulunya lalu melanjutkannya dengan Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

2

berbagai percobaan untuk mendokumentasikan fakta bahwa mikroorganisme hanya dapat timbul dari mikroorganisme lain (biogenesis) Percobaan-percobaan Louis Pasteur dan pendukungnya memberikan sanggahan terakhir. Beliau mengadakan percobaan dengan merebus kaldu daging dalam botol yang mempunyai tutup dengan lubang berupa pipa melengkung. Tutup botol yang berupa pipa melengkung ini dikenal dengan pipa leher angsa. Kaldu kemudian direbus sampai benar-benar bebas dari kehidupan (disterilisasi). Hasil pengamatannya menunjukan bahwa kaldu daging tidak ditumbuhi mikroorganisme, meskipun sudah disimpan lama dan tetap berhubungan dengan udara luar lewat pipa leher angsa tersebut. Oleh karena itu, Louis Pasteur menyimpulkan bahwa mikroorganisme tidak timbul secara spontan dari kaldu daging. Meskipun latar belakang Louis Pasteur adalah ahli kimia, tetapi akibat usaha menyanggah teori generatio spontanae, ia menjadi lebih tertarik pada kegiatan biologi mikroorganisme dan mencurahkan sebagian besar waktunya untuk biologi mikroorganisme. Salah satu tugas pertama di bidang biologi mikroorganisme ini adalah memecahkan masalah yang dialami industri alkohol yang kadang-kadang menghasilkan asam laktat. Dari hasil penelitiannya ternyata diperoleh jawaban bahwa dalam proses fermentasi tersebut terlibat lebih dari satu mikroorganisme. Produksi alkohol karena aktivitas khamir (Saccharomyces cerevisiae) dan produksi asam laktat yang tidak diinginkan pada industri minuman ini berasal dari aktivitas bakteri berbentuk batang. Pengamatan ini juga diikuti pengamatan lain yang akhirnya dapat mebuktikan juga bahwa fermentasi berlangsung tanpa membutuhkan oksigen bebas, setiap jenis mikroorganisme mampu mengubah karbohidrat menjadi produk akhir. Saccharomyces cerevisiae mampu mengubah gula menjadi alkohol, bakteri tertentu mengubah gula menjadi asam laktat dan bakteri yang lainnya mungkin mengubahnya menjadi asam butiran dan seterusnya. Louis Pasteur juga orang pertama yang menggunakan istilah aerob dan anaerob. Proses aerob berarti proses yang memerlukan oksigen bebas, sedangkan proses anaerob berarti proses yang tidak memerlukan oksigen bebas. Bakteri asam laktat yang tidak dikehendaki dalam proses fermentasi pembuatan minuman beralkohol tersebut disebut mikroorganisme atau bakteri kontaminan, sedangkan proses terikutnya mikroorganisme yang tidak dikehendaki ke dalam benda atau alat disebut kontaminasi. Salah satu kasus khas pertama yang menunjukan hubungan mikroorganisme dengan penyakit terjadi pada tahun 1834. sewaktu Agustino Bassi membuktikan bahwa penyakit pada ulat sutera disebabkan karena infeksi jamur. Pada tahun 1865 Louis Pasteur diminta untuk mempelajari penyakit tersebut karena sangat merugikan industri tekstil di Perancis. Louis Pasteur akhirnya menyimpulkan bahwa kepompong ulat sutera yang terkena infeksi disebabkan karena kupu-kupu betina yang sakit. Robert Koch (1843–1910) memulai penelitian dengan pendekatan ilmiah terhadap bidang mikrobiologi penyakit. Ia membuat aturan, yang kemudian dikenal dengan nama postulat Koch, yang digunakan untuk menetapkan bahwa Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

3

mikroorganisme tertentu sebagai penyebab penyakit atau bukan. Ada empat ketentuan di postulat Koch, yakni : 1.

Mikroorganisme tertentu yang dicurigai harus selalu dijumpai berasosiasi dengan organisme yang sakit

2.

Mikroorganisme yang dicurigai tersebut harus dapat dipisahkan (diisolasi) dari organisme sakit dan dibiakkan menjadi biakan murni di laboratorium.

3.

Biakan murni mikroorganisme yang dicurigai, akan menimbulkan penyakit yang sama jika dengan sengaja ditularkan (diinokulasikan) kepada organisme sejenis yang rentan (susceptible)

4.

Dengan menggunakan prosedur laboratorium, mikroorganisme yang sama harus dapat diperoleh dari organisme rentan yang sakit karena sengaja ditulari.

Dari postulat tersebut, Koch juga mengembangkan teknik membiakan mikroorganisme dan teknik pewarnaan pada mikroskopi mikroorganisme. Salah satu teknik membiakan mikroorganisme yang dikembangkan dan sangat membantu dalam dunia mikrobiologi yaitu menemukan media tumbuh yang padat. Media tumbuh sebelumnya yang dikembangkan oleh banyak peneliti merupakan media cair berupa kaldu daging atau ekstrak tanaman. Media padat yang dikembangkan awalnya berupa media cair yang dicampur dengan gelatin, tetapi media gelatin ini akan mencair pada suhu pertumbuhan, sehingga akhirnya dikembangkan media padat dari agar-agar. Media agar merupakan substrat yang sangat baik untuk memisahkan mikroorganisme, sehingga masing-masing jenisnya menjadi tumbuh terpisah-pisah. Digunakannya media padat ini memungkinkan mikroorganisme tumbuh dengan agak berjauhan dari sesamanya dan setiap selnya berhimpun membentuk koloni atau masa sel sejenis yang dapat dilihat oleh mata. Semua sel dalam satu koloni sama, kesemuanya merupakan keturunan (progeni) dari satu sel mikroorganisme dan karena itu mewakili apa yang disebut biakan murni. B. ORGANISASI SEL Kita masih ingat bahwa Chatton (1925), menggolongkan organisme berdasarkan organisasi sel. Ada dua tipe sel berdasarkan organisasinya, yakni: sel eukariotik dan sel prokariotik. Perbedaan yang paling jelas antara sel eukariotik dan sel prokariotik terletak pada kesederhanaan struktur sel prokariotik. Sel prokariotik membelah menjadi dua sel bebas dalam waktu relatif singkat (dalam satuan menit), jika dibandingkan dengan sel eukariotik yang membelah dalam waktu lebih lama (dalam satuan jam atau hari). Sel eukariotik merupakan tipe sel yang perkembangannya telah sempurna dan dimiliki oleh organisme tingkat tinggi, seperti pada animalia dan plantae, maupun mikroorganisme tingkat tinggi seperti pada fungi dan protista. Tipe sel prokariotik merupakan tipe sel sederhana, dimiliki oleh Monera, yaitu: bakteri dan Cyanophyceae (algae biru). Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

4

Adanya banyak membran intra-seluler yang menyekat sel menjadi sejumlah organel yang terpisah merupakan sifat utama sel eukariotik. Setiap organel mempunyai fungsi khusus yang diperlukan untuk memelihara sel. 1. Retikulum endoplasmik merupakan struktur membran yang bertindak sebagai tempat biosintesis protein nonsitoplasmik (kasar) dan hormon tertentu (halus). 2. Lisosom adalah struktur yang terkait membran yang mengandung berbagai ensim hidrolitik yang penting untuk perombakan bahan kompleks (pencernakan intrasel), termasuk memusnahkan mikroorganisme lain yang masuk ke dalam sel (lihat resistensi). 3. Mitokondria mempunyai struktur membran ganda, membentuk adenosis trifosfat (ATP) yang merupakan senyawa penyimpan energi dalam bentuk ikatan fosfat berenergi tinggi (lihat penyimpanan energi). Pada sel tumbuhan yang berfotosintesis, klorofil atau pigmen penangkap cahaya, berada dalam organel yang diselubungi membran yang disebut kloroplas, yang mengubah energi cahaya menjadi ikatan kimia adenosis trifosfat (ATP) berenergi tinggi. 4. Mikrotubus berupa silinder panjang yang kosong pada tipe sel eukariotik, berfungsi dalam menentukan bentuk sel. 5. Aparatus golgi terdiri atas susunan membran internal yang terlibat dalam pengolahan protein sekresi 6. Ribosom berupa organel lonjong yang berfungsi untuk sintesis protein 7. Mesosom merupakan lekukan membran plasma sebagai tempat kegiatan ensim pernafasan dan pengangkutan serta replikasi sel Sel eukariotik mempunyai nukleus (inti) yang sebenarnya, karena terpisah dari sitoplasma sel oleh membran nukleus berlapis dua. Di dalam nukleus, DNA dan beberapa macam protein (histon) tersusun membentuk benang linear yang disebut kromososm. Jumlah kromosom dalam nukleus eukariotik adalah tetap untuk suatu jenis mikroorganisme. Fungi mungkin mempunyai 1 atau 2 kromosom, manusia mempunyai 48 kromosom dan setiap jenis tumbuhan, hewan maupun mikroorganisme mempunyai jumlah kromosom yang berlainan. Apabila sel eukariotik membelah, melalui proses yang sangat rumit (lihat genetika), melengkapi Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

5

sel anakan dengan perangkat kromosom yang lengkap, sehingga sel anakan juga mengandung informasi genetik yang identik dengan yang terdapat pada sel induk. Susunan sel prokariotik juga diikat oleh membran plasma tetapi organelnya tidak bermembran atau organelnya tidak terpisah dari sitoplasma karena membran. Sel prokariotik tidak mempunyai mitokondria dan jika bersifat fotosintetik tidak mempunyai kloroplas. Energi sel prokariotik diproduksi melalui proses oksidasi fosforilasi, dengan membangkitkan gradien ion melintasi membran sel prokariotik yang mirip dengan gradien yang melintasi membran mitokondria atau kloroplas yang mendorong terjadinya sintesis oleh organel-organel tersebut. Aliran isi sel (sitoplasma) sering terlihat dalam sel eukariotik, tetapi tidak tampak dalam sel prokariotik. Sel prokariotik mempunyai dinding sel di luar membran sitoplasma yang mengandung asam muamarat, suatu senyawa yang tidak terdapat pada sel eukariotik. Sel prokariotik juga memiliki ribosom yang ukurannya lebih kecil dibanding ribosom dalam sitoplasma sel eukariotik. Sel prokariotik tidak mempunyai nukleus yang sebenarnya, karena DNA tidak terbungkus membran yang memisahkan dengan sitoplasma. DNA sel tidak terdapat sebagai kromosom tersendiri tetapi dalam benang tunggal sebagai struktur lingkaran tertutup dan sama sekali tidak mengandung histon. Gen sel prokariotik selalu disalin langsung ke dalam RNA pesuruh, sedangkan gen sel eukariotik mempunyai urutan intron yang lebih dahulu disalin menjadi calon RNA. C. PENGGOLONGAN MIKROORGANISME Pada masa sekarang, mikrobiologi sudah sangat berkembang luas memasuki bidang-bidang pengetahuan lain, misalnya: pertanian, kesehatan, industri, lingungan hidup sampai bidang antariksa. Oleh karena itu penelaahan biologi mikroorganisme dalam setiap karangan akan menitik beratkan bidang masing-masing. Pada tulisan ini penelaahan dititik beratkan pada dasar-dasar mikrobiologi, sehingga akan tampak sebagai ilmu dasar ketimbang ilmu terapan. Sebagai ilmu dasar, mikrobiologi akan menelaah permasalahan yang berhubungan dengan bentuk, perkembang-biakan, penyebaran dan lingkungan yang mempengaruhi mikroorganisme, sedangkan sebagai ilmu terapan akan mempelajari lebih banyak peranannya. Bentuk umum mikroorganisme terdiri dari satu sel (uniseluler) seperti pada bakteri, yeast, dan mikroalga. Bentuk lain dapat berupa filamen atau benang, yaitu rangkaian sel yang terdiri dari dua atau lebih yang menyambung seperti rantai. Bentuk benang umum terdapat pada fungi (jamur benang) dan mikroalga. Bentuk filamen pada kenyataannya dapat berupa filamen-semu dan filamen-benar. Filamen semu kalau hubungan antara sel satu dengan lainnya tidak menyatu, seperti pada yeast dan streptomyces. Filamen benar jika hubungan satu sel dengan sel lainnya menyatu, baik hubungan secara morfologis (bentuk sel) ataupun hubungan secara Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

6

fisiologis (fungsi sel), seperti yang ada pada jamur benang dan mikroalga benang. Bentuk lain yang perlu diperhatikan adalah koloni dan jaringan semu. Koloni merupakan gabungan dua sel atau lebih di dalam satu ruang, seperti pada mikroalga. Koloni pada mikroalga berbeda dengan koloni bakteri. Koloni pada mikroalga merupakan bentukan yang berperan sebagai satu individu dan dapat berupa gabungan dari sel yang tidak seketurunan, sedangkan koloni pada bakteri merupakan gabungan sel-sel sejenis dan masing-masing sel berperan sebagai satu individu. Bantuk jaringan semu merupakan susunan benang yang membentuk seakan-akan seperti jaringan tetapi tidak ada deferensiasi atau pembagian fungsi. Jaringan semu terdapat pada kelompok jamur benang. Dasar dari perkembangbiakan, penyebaran dan lingkungan yang mempengaruhi mikroorganisme akan disampaikan per kelompok protista, fungsi, monera dan virus.

1. PROTISTA (Alga, Protozoa) Menurut Whittaker (1969) Kelompok protista merupakan kelompok mikroorganisme eukariotik yang mendapatkan energi dengan dua cara, yaitu absorbsi dengan ingesti (holozoic) pada protozoa dan absorbsi dengan fotosintesis pada Alga. a.

Protozoa Protozoa berasal dari bahasa Yunani, yang terdiri dari proto = pertama dan zoon = binatang. Diperkirakan ada 64.000 spesies protozoa, meskipun separuhnya sudah berupa fosil. Protozoa yang hidup bebas diperkirakan ada 22.000 spesies dan yang hidup sebagai parasit ± 10.000 spesies. Protozoa sangat berperan sebagai mata rantai makanan untuk komunitas lingkungan aquatik, yaitu sebagai konsumen primer. Ukuran dan bentuk protozoa sangat beragam. Beberapa bentuk lonjong atau membola ada yang memaanjang dan ada yang polimorfik atau mempunyai berbagai bentuk morfologi pada tingkat-tingkat yang berbeda dalam siklus hidupnya. Ukuran protozoa berbeda-beda, mulai dari berdiameter 1 µm sampai beberapa mm. Amoeba proteus hanya berukuran ± 1 µm, Ciliata ± 2 mm.

Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

7

Sel protozoa khas terbungkus oleh membran sitoplasma, beberapa dilapisi lagi dengan membran ektoplasma yang dapat dibedakan dari sitoplasma bagian dalam (endoplasma). Lapisan yang membungkus membran sitoplasma dikenal sebagai pelikel. Pelikel ada yang tipis pada Amoeba dan ada yang tebal pada Ciliata. Beberapa protozoa membentuk lapisan kerangka di luar pelikel yang kita sebut cangkang (shell) yang tersusun dari bahan organik dan anorganik (biasanya kalsium karbonat atau silika). Beberapa protozoa parasit dapat membentuk sista yang merupakan pembungkus untuk melindungi bentuk-bentuk vegetatif (trofozoit) dari lingkungan yang membahayakan, misalnya : kekeringan, kehabisan sumber energi, lingkungan asam dan lain-lain. Struktur seluler terdapat di dalam endoplasma. Setiap sel protozoa mempunyai satu nukleus tetapi beberapa yang lain dapat mempunyai nukleus lebih dari satu (multi nuclei), misalnya pada Ciliata terdapat makronukleus dan mikronukleus. Makronukleus berfungsi sebagai pengawas kegiatan metabolisme, pertumbuhan dan regenerasi, sedangkan mikronukleus berfungsi sebagai pengendali kegiatan reproduksi. Beberapa protozoa bersifat fotosintetik atau mempunyai klorofil sehingga banyak ahli memasukkannya ke dalam alga. Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

8

Protozoa berkembangbiak melalui berbagai proses seksual (perkawinan) dan aseksual (tanpa kawin). Reproduksi aseksual dapat berlangsung melalui proses pembelahan sel (mitosis) dan bertunas, dengan hasil anak-anak sel yang berukuran sama atau tidak sama. Pembelahan sel dapat berlangsung secara melintang maupun membujur. Reproduksi aseksual protozoa yang umum dengan cara membentuk tunas. Reproduksi seksual terjadi pada berbagai kelompok protozoa yang berlangsung karena adanya peleburan dua isi sel menjadi satu yang kemudian dilanjutkan pembelahan meiosis. Pada Ciliata terjadi konjugasi, yaitu penyatuan antara dua individu yang dibarengi dengan pertukaran bahan nukleus. Penyebaran protozoa sangat luas. Stadium vegetatif atau trofik protozoa hidup bebas dalam lingkungan akuatik, pasir, tanah, dan bahan organik yang membusuk. Dapat ditemukan di daerah kutup sampai perairan hangat (300 C sampai dengan 560 C), tetapi mempunyai suhu optimum pertumbuhan antara 16 – 250C dan suhu maksimum 36 – 400C. Kisaran keasaman untuk kehidupannya mulai dari pH 3 sampai dengan pH 9, dengan pH optimum berkisar 6 – 8. Pada umumnya bersifat aerob obligat atau anaerob fakultatif. Ada empat kelas utama protozoa, yaitu : Mastigophora atau Flagelata, Sarcodina atau Amoeba, Cilliata, dan Sporozoa.Kelas Mastigophora mempunyai alat gerak flagela, berkembangbiak membelah biner membujur dan ada beberapa secara seksual. Sarcodina mempunyai alat gerak kaki palsu (pseudopodia), berkembangbiak dengan pembelahan biner tanpa reproduksi seksual. Cilliata mempunyai alat gerak silia (rumbai), perkembangbiakannya dengan pembelahan biner melintang dan perkembangbiakan seksualnya dengan konjugasi. Kelas Sporozoa beranggotakan sspesies parasit, dapat bergerak dengan meluncur atau tidak bergerak, perkembangbiakan aseksual dengan pembelahan ganda dan seksual dengan membentuk mikrogamet berflagela. Beberapa contoh protozoa, yaitu : Trypanosoma rhodesiense (Mastigophora penyebab penyakit tidur), Giardia lamblia (Mastigophora penyebab penyakit diari), Trichomonas vaginalis (Mastigophora penyebab penyakit vagina), Entamoeba histolytica (Sarcodina penyebab penyakit disentri), Plasmodium malariae, P. vivax, P. ovale, P. falciparum (Sporozoa penyebab penyakit malaria). b. Alga Alga berukuran sangat bervariasi, mulai dari beberapa µm sampai bermeter-meter panjangnya. Alga bersifat fotosintetik sehingga semua alga mengandung klorofil dan pigmen-pigmen lain. Kebanyakan alga hidup di air dan sebagian besar merupakan fitoplankton yang berguna sebagai sumber makanan organisme lain dan merupakan produsen primer bahan organik atau Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

9

permula rantai makanan aquatik dan sumber oksigen. Sebagai organisme fotosintetik, alga merupakan penghasil senyawa karbon organik sebanding dengan yang dihasilkan oleh seluruh tumbuhan darat. Alga diperhatikan manusia karena banyak perannya. Alga merah dan coklat dapat dimanfaatkan sebagai pupuk, taanah diatome (sisa alga mati) dapat digunakan sebagai isolator arus listrik, banyak alga mengandung vitamin A, B1, C, D, dan K. Alga juga dimanfaatkan manusia sebagai sumber makanan. Alga merah dapat menghasilkan polisakarida penting (karegen) dan agar-agar yang digunakan sebagai pengimulsi, pengental, dan pemadat maakanan. Beberapa alga dapat sebagai patogen pada manusia, hewan dan tumbuhan. Alga hijau Cephaleuros menyerang daun teh, kopi dan tanaman-tanaman perkebunan lain. Beberapa alga lain menghasilkan racun (toksin) yang mematikan ikan, hewan maupun manusia. Gymnodinium dan Gonyaulax menghasilkan neurotoxin yang merupakan racun syaraf bagi hewan dan manusia. Banyak jenis alga terdapat sebagai sel tunggal (uniseluler) yang dapat berbentuk bola, batang, kumparan dan lainnya (lihat gambar). Beberapa laga lainnya dapat berupa agrgasi (kumpulan) sel-sel tunggal identik yang saling melekat setelah pembelahan sehingga membentuk bentukan yang jauh lebih besar, sedangkan alga yang lainnya lagi dapat terdiri dari berbagai macam sel yang berfungsi khusus dan ada pula yang multiseluler berukuran sangat besar dengan morfologi yang kompleks. Alga mempunyai nukleus yang bermembran seperti halnya organisme eukariotik lainnya. Selain organel sel eukariotik, sel alga juga mengandung butir-butir pati, tetes minyak, vakuol dan lain-lain sesuai kelompoknya.


10

Setiap sel alga mengandung satu atau lebih kloroplas yang dapat berbentuk pita, lempengan (cakram) seperti pada tumbuhan. Di dalam matrik kloroplas terdapat bulatan pipih yang disebut tilakoid. Membran tilakoid berisi klorofil dan pigmen-pigmen pelengkap lainnya sebagai tempat reaksi cahaya pada fotosintesis. Seperti halnya protozoa berklorofil, beberapa alga dilengkapi flagela atau silia sehingga mirip protozoa. Alga berkembangbiak secara seksual dan aseksual, meskipun beberapa diantaranya terbatas berkembangbiak hanya menggunakan salah satu cara. Reproduksi aseksual dapat berlangsung dengan cara pembelahan biner, fragmentasi organisme multiseluler, dan pembentukan spora. Spora yang dibentuk dapat berflagela dinamakan zoospora atau tidak mempunyai alat gerak disebut aplanospora. Aplanospora biasanya dibentuk oleh alga darat. Akinet merupakan spora yang dibentuk dari sel vegetatif yang menebal. Semua alga dapat melakukan reproduksi seksual. Perkawinan terjadi karena terjadi konjugasi gamet yang menghasilkan zigot. Jika gamet yang melakukan konjugasi morfologinya serupa maka proses konjugasinya disebut isogami dan jika berbeda ukuran ataupun morfologinya maka konjugasi demikian disebut heterogami. Pada alga tingkat tinggi biasanya membentuk gamet betina yang ukurannya lebih besar disebut ovum dan gamet jantan yang ukurannya lebih kecil tetapi dapat bergerak aktif. Proses persatuan ovum dengan gamet jantan disebut oogami. Jika ovum dan gamet jantan dibentuk oleh satu individu disebut biseksual (membentuk dua macam jenis kelamin), sedangkan jika dibentuk oleh individu yang berlainan, maka setiap individu disebut uniseksual (membentuk satu jenis kelamin). Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

11

Dari segi fisiologis, alga merupakan organisme aerobik fotosintetik. Alga dapat tumbuh dimana saja yang tersedia cahaya, kelembaban dan sedikit nutrien pemula. Alga dapat tumbuh pada kisaran suhu es sampai suhu 700C. Alga laut sudah menyesuaikan diri terhadap kandungan garam yang tinggi dan kedalaman lebih dari 55 meter bahkan ada yang masih tumbuh pada kedalaman 183 m di bawah permukaan laut. Alga mempunyai tiga macam pigmen fotosintetik, yaitu : klorofil, karotenoid, dan fikobilin yang terdapat dalam kloroplas. Karotenoid merupakan hidrokarbon tak larut dalam air, berwarna kuning, jingga atau merah. Fikobilin atau hiloprotein merupakan kompleks protein larut dalam air berwarna biru atau merah Ada lima macam klorofil yaitu klorofil a, b, c, d, dan e yang semuanya berwarna hijau. Semua alga mengandung klorofil a . Proses fotosintesis yang berlangsung reaksinya sebagai berikut : ( H2O + NADP+

s i n a r == NADPH + H+ + O2 )

( CO2 + ATP + NADPH

======== CH2O + NADP+ + ADP + P ) 6 x

H2O

======== C6H12O6 + H2O + O2

12

x

+

CO2

Karotenoid alga ada dua macam yaitu : karoten dan xantofil, demikian juga fikobilin ada dua macam, yaitu : fikosianin dan fikoeritrin. Kandungan xantofil dan karoten yang tinggi akan menyebabkan warna alga menjadi kecoklatan, sedangkan kandungan fikobilin yang tinggi akan berwarna kemerahan. Beberapa alga tidak mempunyai pigmen sehingga beberapa ilmuwan memasukan ke dalam kelompok protozoa. Penggolongan alga berdasarkan 6 ciri, yaitu : pigmen, produk makanan cadangan, flagela, dinding sel, organisasi sel dan sejarah hidup reproduksi. Dasar pembedaan pigmen akan membedakan susunan kimia dan kandungan masingmasing pigmen akan membedakan warna tubuh alga. Produk makanan cadangan yang berbeda akan menandakan kandungan kimia yang berbada (pati, minyak, protein). Flagela dibedakan berdasarkan jumlah dan morfolginya, sedangkan dinding sel dibedakan berdasarkan susunan kimia dan sifat fisiknya. 1. Devisio Chloro-phycophyta : pigmen berwarna hijau, produk makanan cadangan berupa karbohidrat dan minyak, non motil ( uniseluler & sel reproduksi motil). Terutama hidup di air tawar (sebagian laut, darat) ; satu kloroplas per sel, beberapa perenoid (tempat pembenetukan pati) per kloroplas ; morfologinya macam-macam mulai dari uniseluler sampai koloni ; uniseluler berflagela ; beberapa spesies punya alat pelekat ; reproduksi membelah membentuk zoospora atau seksual isogami / heterogami ; Chlamydosmonas 3-30 m Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

12

2. Devisio Rhodo-phycophyta : pigmen berwarna merah, produk makanan cadangan berupa glikogen, non motil, dinding sel mengandung karagenan 3. Devisio Chryso-phycophyta : pigmen berwarna coklat keemasan, produk makanan cadangan berupa karbohidrat dan minyak, flagela 1 atau 2 atau amoeboid, dinding sel mengandung sisik 4. Devisio Phaeo-phycophyta : pigmen berwarna coklat, produk makanan cadangan berupa manitol, flagela 2 lateral tak sama. dinding sel mengandung asam alginat 5. Devisio Xanto-phycophyta ;pigmen berwarna hijau kekuningan, produk makanan cadangan berupa pati dan minyak, flagela 2 tak sama apikal 6. Devisio Bacillario-phycophyta (Diatome) : produk makanan cadangan berupa karbohidrat dan minyak, flagela 1 pada gamet jantan, dinding sel mengandung silika 7. Devisio Eugleno-phycophyta : produk makanan cadangan berupa karbohidrat dan minyak, Flagela 1,2 atau 3 yang sama agak apikal, tak berdinding sel, ada kerongkongan 8. Devisio Crypto-phycophyta : produk makanan cadangan berupa Pati, Flagela 2 tak sama terletak lateral, tak berdinding sel, sebagian berkerongkongan 9. Devisio Pyro-phycophyta : produk makanan cadangan berupa pati dan minyak, flagela 2 terletak lateral menyeret dan melilit 2. FUNGI (Jamur, Cendawan) Fungi merupakan organisme heterotrofik absorbtik yang memerlukan senyawa organik untuk sumber tenaganya. Fungi dapat hidup pada benda organik mati maupun organisme hidup. Mereka yang hidup dari bahan organik mati disebut saprofit dan yang hidup pada organisme hidup disebut parasit. Fungi saprofitik berperan penting dalam merombak sisa-sisa bahan organik menjadi senyawasenyawa yang sederhana dan dapat dimanfaatkan oleh organisme lain. Selain sebagai perombak (dekomposer), fungi saprofitik juga berperan penting dalam fermentasi industri, misalnya dalam industri minuman anggur, antibiotik, tape, kecap dan masih banyak lagi. Sebagai dekomposer, fungi juga merugikan manusia jika bahan organik yang dirombak merupakan bahan yang kita butuhkan, misalnya : kayu, tekstil, makanan, produk pasca panen pertanian dan bahan-bahan lain. Sebagai parasit, fungi dapat menyerang manusia, hewan dan tumbuhan. Fusarium oxysporum, Phytophthora infestan, Coleto-trichum gloeosporoides merupa-kan contoh fungi parasit yang menyebabkan penyakit pada tumbuhan.


13

Gambar : Biakan Fusariu dan, Aspergillus (atas), dan mikroskopisnya (bawah)

Jamur memerlukan kelembaban yang tinggi, persediaan bahan organik, dan oksigen untuk pertumbuhannya, meskipun akan tumbuh terbaik pada suhu sekitar suhu kamar (20 – 320C). Kebanyakan bersifat saprofit atau hidup dari bahan organik mati, lingkungan mengandung gula dan tidak asam Mekanisme reproduksi jamur disebut pembentukan spora. Spora jamur harus dipikirkan sebagai sesuatu yang analog dengan biji pada tumbuhan yaitu sebagai alat pertumbuhan, meskipun semua bagian jamur mampu tumbuh. Spora jamur dapat terbentuk karena proses perkawinan (seksual) maupun tidak (aseksual). Spora seksual diproduksi dengan terjadinya peleburan (fusi) dua sel, sedangkan spora aseksual dibentuk oleh satu sel tanpa adanya pembuahan (fertilisasi) oleh individu kedua. Berdasarkan jumlah sel per individunya, jamur dibedakan menjadi dua golongan, yakni : jamur satu sel atau khamir (yeast) dan jamur benang atau hanya disebut 'jamur' saja. a. Khamir (Yeast) Tubuh atau talus khamir berupa sel tunggal. Khamir bersifat mikroskopik sebagai sel bebas yang sederhana. Biasanya berbentuk bulat atau lonjong, termasuk sel eukariotik. Berkembang biak secara seksual maupun aseksual. Cara seksual yang umum dilakukan yaitu dua sel khamir melebur (fusi) menjadi sel Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

14

tunggal berbentuk kantong yang disebut askus. Di dalam askus terbentuk satu sampai delapan spora, yang disebut askospora. Dalam kondisi yang cocok, askus akan pecah selanjutnya askospora akan tumbuh membentuk sel khamir baru.

Gambar : Biakan khamir (kiri), pembentukan spora pada sel khamir mikroskopis (kanan)

Cara aseksual yang biasa untuk pembiakan khamir menggunakan proses aseksual yang disebut blastospora. Sel khamir pada awalnya akan terjadi benjolan-benjolan (tunas) berbagai ukuran yang semakin membesar, kemudian berangsur-angsur menyempit pada bagian yang berhubungan dengan dinding sel induk sehingga akhirnya terpotong dari sel induknya. Proses pertunasan (blastospora) berbeda dengan pembelahan biner yang didahului oleh terbelahnya inti. Semua kelompok khamir dapat berkembangbiak secara aseksual, tetapi tidak semua khamir dapat berkembangbiak secara seksual. Khamir yang hanya berkembangbiak secara aseksual dikelompokan ke dalam Deuteromycetes, sedangkan khamir yang membentuk spora seksual dikelompokan sesuai dengan spora seksual yang dibentuknya. Umumnya khamir yang berkembangbiak secara seksual membentuk askospora sehingga dikelompokan ke dalam Ascomycetes. Beberapa contoh khamir misalnya : Saccharomyces cerevisiae merupakan khamir permukaan memproduksi gas sangat cepat, S. carsbergensis merupakan khamir dasar karena memproduksi gas sangat lamban, Hansenula anomala (Ascomycetes), Candida albicans merupakan khamir yang tidak membentuk spora seksual. b. Jamur Benang Jamur benang meliputi : kapang (mold), buduk (mildew), jamur payung dan sejenisnya (mushroom, champhignon), jamur karat (rust fungi), jamur jelaga (smuts fungi), jamur bola (puff-ball fungi), dan jamur mangkok (cup fungi). Tubuh atau talus jamur benang terdiri dari dua bagian, yaitu bagian vegetatif berupa benang dan bagian generatif berupa spora. Bagian vegetatif jamur parasit biasanya berupa benang-benang halus yang bersekat atau tidak bersekat. Bagian yang Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

15

berupa benang disebut hifa dan kumpulan dari hifa disebut miselium. Setiap hifa lebarnya hanya 2 – 10 µm

Gambar: hifa senositis (A), hifa seluler mononukleus (B) hifa seluler multinukleus (C)

Pada prinsipnya hifa jamur dibedakan menjadi hifa senositis (coenocytis) atau hifa tidak bersekat dan hifa seluler (cellular) atau hifa bersekat. Hifa tidak bersekat terdapat pada jamur-jamur kelas Phycomycetes dan hifa bersekat terdapat pada jamur-jamur pada kelas Ascomycetes, Basidiomycetes dan Deutromycetes (Imperfecty). Beberapa jamur dapat membentuk rhizomorf, sklerotium dan klamidospora sebagai alat pertahanan diri. Jamur mempunyai dua macam alat perkembangbiakan, yakni seksual (dengan kawin) dan aseksual (tanpa kawin). Perkembangbiakan aseksual pada Phycomycetes terjadi dengan pembentukan sporangiospora (spora yang dibentuk di dalam sporangium) yang dapat berupa zoospora (sporangiospora yang mempunyai alat gerak dan tidak mempunyai dinding yang jelas), konidium (sporangium yang hanya membentuk satu spora), klamidospora (pembulatan sel hifa dan berdinding tebal). Pada klas Ascomycetes dan Deuteromycetes pembentukan konidiumnya bervariasi dari yang hanya satu sel sampai beberapa sel. Pendukung konidiumnya (konidiofor) juga bervariasi dari yang sederhana dan pendek sampai panjang dan bercabang-cabang. Konidiofor tersebut dapat dibentuk secara bebas pada permukaan jaringan tanaman inang pada anggota-anggota Moniliales, atau dibentuk dalam badan buah tertentu seperti piknidium pada anggota-anggota Sphaeropsidales, aservulus pada anggota-anggota Melanconiales, dan jika tidak dibentuk di dalam piknidium atau aservulus termasuk dalam anggota-anggota Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

16

Hyphomycetes. Perkembangbiakan seksual Phycomycetes yang paling sederhana berlangsung secara isogami dan yang lebih tinggi tingkatannya berlangsung secara anisogami. Perkembangbiakan seksual tersebut antara lain menghasilkan oospora dan zygospora. Perkembangbiakan seksual pada Ascomycetes berlangsung dengan terjadinya persatuan dua inti yang berbeda jenisnya yang kemudian berkembang menjadi askus. Di dalam askus dibentuk askospora yang umumnya berjumlah 2 - 8. Badan yang membentuk atau mendukung askus disebut askokarp. Badan buah tersebut dapat berupa apotesium, kleistotesium, peritesium atau askostroma. Basidiomycetes, perkembangbiakan seksualnya dengan cara pembentukan basidiospora pada basidium atau di luar basidium melalui suatu tangkai yang disebut strerigma. Ada bermacam-macam badan buah pembentuk spora pada Basidiomycetes. Uredinales adalah salah satu contoh dari anggota Basidiomycetes yang dikenal sebagai jamur karat dapat membentuk 5 macam stadium pembentuk spora, yakni : pycnia, aecia, uredinia, telia dan basidium. Seluruh bagian tubuh jamur potensial mampu tumbuh dan berkembangbiak. Secara alamiah jamur berkembangbiak dengan berbagai cara, baik seksual maupun aseksual. Perkembangbiakan secara aseksual dengan fragmentasi hifa dan pembentukan spora. Pembentukan spora aseksual ada beberapa macam cara, antara lain sbb : 1. Konidiospora atau konidium yaitu spora yang dibentuk di ujung atau disisi suatu hifa, dapat satu-satu atau berantai. 2. Sporangiospora yaitu spora yang dibentuk di dalam kantong yang disebut sporangium di ujung hifa khusus yang disebut sporangiofor. Jika satu kantong hanya berisi satu spora maka sporanya disebut konidiospora, jika tidak mempunyai alat gerak disebut aplanospora, dan jika mempunyai flagela disebut zoospora. 3. Arthrospora atau oidium yaitu spora yang terbentuk karena hasil fragmentasi sel-sel hifa. 4. Klamidospora yaitu spora yang terbentuk karena adanya penebalan sel-sel hifa sehingga menjadi sel yang sangat tahan terhadap keadaan lingkungan yang buruk. Jika terbentuk di ujung hifa disebut klamidospora terminal, dan jika tidak di ujung disebut klamidospora interkalar. 5. Zoospora yaitu spora yang mempunyai alat gerak (flagela)


17

Pembentukan spora seksual ada 3 macam cara, antara lain sbb : 1. Zigospora yaitu spora seksual yang berdinding tebal hasil gametangiagami atau perkawinan dua hifa serasi. 2. Oospora yaitu spora seksual dalam oosfer hasil perkawinan oogonium (sel betina) dengan anteridium (gamet jantan) 3. Askospora yaitu spora seksual di dalam kantong askus hasil perkawinan sel-sel antheridial dengan sel-sel oogonial. Setiap askus dapat dibentuk 2, 4 atau 8 askospora. 4. Basidiospora yaitu spora seksual di atas struktur berbentuk gada yang disebut basidium hasil perkawinan sel-sel antheridial dengan sel-sel oogonial. Setiap basidium dapat dibentuk 2, 4 atau 8 basidiospora.


18

c. Jamur Lendir Jamur lendir (slime mold) mempunyai pola pertumbuhan yang khusus. Jamur ini lebih mirip dengan protozoa, tetapi pada satu tahap perkembangannya jamur ini membentuk spora. Dalam skema klasifikasi, jamur lendir dikelompokan ke dalam Myxomycota.

Perkembangan jamur lendir bervariasi sesuai dengan jenisnya. Tahap plasmodium terdiri atas massa protoplasma bernukleus banyak. Pada tahap plasmodium ini jamur dapat bergerak pada substrat seperti amoeba dan melakukan ingesti terhadap bakteri maupun benda kecil. Jika kondisi tidak menguntungkan, misalnya subtrat mengering, akan berubah menjadi sel berinti yang berfungsi sebagai spora atau membentuk kantong (sporangium) tanpa tangkai yang berisi banyak spora. Jika kondisi menguntungkan lagi, spora akan memproduksi protoplas berflagela satu kemudian berpasangan, berfusi membentuk zigot yang berflagela dua. Zigot yang berflagela ganda ini kemudian melepaskan kedua flagelanya dan melakukan pembelahan sehingga terbentuk plasmodium. d. Lumut Kerak (Liken) Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

19

Tubuh lumut kerak oleh orang umum akan lebih dikenal dengan nama ‘lumut’. Pada kenyataannya, lumut ini terdiri dari fungi dan alga yang hidup dalam hubungan simbiosis. Bagian fungi memperoleh karbohidrat dan bahan organik lain yang terbentuk selama fotosintesis yang diselenggarakan alga, sedangkan bagian alga mendapatkan nutrien dan mineral yang diselenggarakan selama absorbsi nutrien dan mineral oleh fungi. Di daerah padang lumut, lumut ini digunakan untuk sumber makanan utama bagi rusa kutup, karibou, dan domba Libia. 3. MONERA (Bakteri, Cyanobakteri) a. Cyanobakteri Dulu Cyanobakteri dikenal dengan nama ganggang biru-hijau, tersebar luas di seluruh dunia, baik di air tawar maupun air laut. Cyanobakteri memperoleh energi dari kegiatan fotosintesis aerobik seperti alga, tetapi mempunyai organisasi sel prokariotik. Oleh karena itu klorofilnya tidak terdapat dalam kloroplas tetapi dalam lamela khusus yang disebut tilakoid. Fotopigmennya berupa klorofil dan fikobiliprotein. Beberapa terdapat sebagai sel tunggal dan yang lain dapat berupa rantaian sel atau filamen yang lurus atau bercabang. Reproduksi dapat dengan pembelahan biner, pembelahan ganda, atau dengan membebaskan eksospora secara berturut-turut. Bentuk-bentuk filamen dapat berkembangbiak dengan fragmentasi dengan membebaskan ujung rantai pendek bersifat motil (dapat bergerak). Beberapa cyanobakteri berbentuk benang yang sel-selnya dapat menebal disebut heterosista. Heterosiste berfungsi untuk mengubah nitrogen dalam atmosfir menjadi amoniak sehingga nitrogen menjadi tersedia untuk metabolisme sel. b. Bakteri Bakteri merupakan mikroorganisme bersel tunggal, tidak berklorofil dan berkembangbiak dengan cara membelah diri. Ukuran bakteri lebih kecil dari protozoa maupun fungsi satu sel. Pengamatan-pengamatan yang dilakukan Leewenhoek merupakan pengamatan yang menampakan penampilan kasar bakteri yang hanya menampakan sel bulat, seperti batang atau spiral. Perkembangan pengamatan sel bakteri sampai dengan sebelum tahun 1940-an meliputi teknik pewarnaan ternyata dapat memperbaiki apa yang diamati Leewenhoek sehingga dapat lebih tepat mengamati morfologi bakteri yang meliputi : bentuk, ukuran, struktur luar, dan pola penataan bakteri. Morfologi bakteri dapat berupa morfologi koloni dan morfologi sel bakteri. Koloni bakteri merupakan kumpulan bakteri sejenis hasil reproduksi yang mengumpul pada satu tempat di medium kultur atau kumpulan bakteri pada medium kultur yang berasal dari hasil pertumbuhan atau keturunan dari satu sel bakteri. Beberapa kelompok bakteri menunjukan ciri-ciri koloni yang saling Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

20

berbeda, baik dilihat dari bentuknya, elevasi, maupun bentuk tepi koloni. Ukuran, bentuk, dan penataan sel merupakan ciri morfologi kasar sel bakteri. Setelah ditemukan mikroskop elektron dan teknik-teknik memotong sel menjadi irisan-irisan bagian sel, serta teknik isolasi senyawa sel maka kemudian ditemukan ciri morfologi dan ciri biokimiawi yang lebih detail lagi. Ciri morfologi dari irisan-irisan bagian sel ini kemudian kita sebut morfologi struktur halus dari sel bakteri.

Satuan ukuran bakteri menggunakan mikrometer (µm) yang setara dengan 10-3 milimeter (mm). Bakteri yang sering kita pelajari dalam mikrobiologi umumnya berukuran 0,5-1,0 x 2,0-5,0 µm, meskipun ada beberapa yang di luar range ini, bahkan sampai lebih dari 100 µm dan sebaliknya bakteri pleomorfik seperti mikoplasma ukurannya berkisar 0,1 – 0,3 µm. Oleh karena itu kalau kita melihat ukuran bakteri secara keseluruhan lebarnya dapat berukuran 0,1 µm dan panjangnya mencapai lebih dari 100 µm. Meskipun ukuran sel bakteri sangat kecil, tetapi dapat diukur menggunakan mikrometer mikroskop biasa. Pengukur sel menggunakan mikrometer okuler yang memiliki garis-garis berjarak sama (gambar kiri). Jarak antar garis dalam mikrometer okuler dapat diukur menggunakan mikrometer obyektif (mikrometer pentas) yang berfungsi sebagai mistar pada proses pengukuran mikroskopis (gambar kanan). Oleh karena itu, mikroskop yang dilengkapi dengan mikrometer okuler dapat digunakan tidak hanya mengukur panjang-lebar bakteri tetapi juga dapat digunakan untuk mengukur panjang-lebar sel organisme lainnya. Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

21

Sel-sel bakteri dapat berbentuk seperti bola , elips (coccus), batang (bacillus) dan spiral (heliks). Spesies-spesies tertentu bakteri menunjukan adanya pola penataan sel, misalnya : berpasangan, bergerombol, membentuk rantai atau filamen. Bakteri bentuk bola dan elips biasa disebut bentuk kokus (kokus = buah beri). Kokus ada beberapa penataan yang berbeda-beda yang dapat mencerminkan marga yang berbeda juga. Ada lima penataan kokus, yaitu : diplokokus, tetrakokus, sarcina, streptokokus, dan stafilokokus. Basilus biasanya tidak menata sel-selnya dalam pola tertentu, tetapi beberapa spesies ada yang membentuk kelompok-kelompok sel yang berbaris berdampingan seperti penataan pagar, Bacillus tuberculosis menata dirinya menjadi kelompok tiga-tiga sehingga menyerupai huruf Y. Bakteri berbentuk spiral terutama dijumpai sebagai sel tunggal. Umumnya bakteri patogen tanaman berbentuk batang. Diantara bakteri terdapat golongan yang mempunyai alat gerak yang disebut flagellum dan ada yang tidak mempunyai alat gerak (atrichus). Bakteri yang hanya mempunyai satu alat gerak disebut 'monotrichus', satu berkas alat gerak pada salah satu ujung disebut 'lofotrichus', terdapat di kedua ujungnya disebut amphitrichus, dan bila di seluruh tubuh disebut 'peritrichus'. Sebagian besar bakteri berkembangbiak secara aseksual, dengan cara memanjangkan sel diikuti dengan pembelahan sel menjadi dua bagian sel anakan. Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

22

Pembelahan demikian kita sebut pembelahan biner melintang. Pembelahan biner melintang merupakan suatu proses reproduksi aseksual. Pembelahan biner lebih banyak terjadi pada bakteri yang berkaitan dengan tumbuh manusia. Bakteribakteri lain dapat berproduksi dengan proses pembentukan spora, fragmentasi filamen, dan pertunasan. Pelajaran ini akan dibahas lebih lanjut pada bab pertumbuhan mikroorganisme. 4. VIRUS Virus merupakan agen terkecil yang dapat mengarahkan pengadaannya sendiri, bersifat ultramikroskopik atau terlalu kecil untuk dilihat dengan mikroskop biasa. Virus merupakan agen penyebab penyakit yang sangat kecil sehingga hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron, tetapi beberapa virus sudah dapat diamati dengan mikroskop biasa yang mempunyai pembesaran sepuluh ribu kali. Hasil pengamatan mikroskop elektron, virus dapat dibedakan menjadi 3 macam bentuk, yakni : berbentuk batang kecil, benang dan bola. Virus hanya dapat bertambah banyak dalam sel yang hidup. Oleh karena hal tersebut maka virus dapat dimasukkan sebagai parasit yang biotrof. Semua virus memerlukan sel hidup untuk pertumbuhan dan perkembangbiakan dalam sel yang berlainan dengan mekanisme pertumbuhan dan perkembangbiakan organisme lain. Oleh karena itu, virus tidak dapat dikelompokan dengan organisme lain. Virus dibedakan berdasarkan bentuk, ada tidaknya asam nukleat di dalam virion (DNA, RNA), bentuk asam nukleatnya (ganda, tunggal, melingkar) dan adanya bagian asam nukleat dalam virion (tunggal, ganda). Virion adalah virus yang secara struktural lengkap, matang dan mampu menular. Virus berpindah dari satu sel inang ke yang lain dalam bentuk paket-paket gen, DNA atau RNA berukuran sangat kecil tetapi tidak dua-duanya. Bahan genetis tersebut terkemas di dalam selubung protein yang sangat khusus dengan bentuk yang berbeda-beda. Bedasarkan inangnya, ada tiga macam kelompok virus, yaitu : virus hewan, virus tumbuhan, dan virus bakteri.

a. Virus Bakteri (fag) Virus bakteri disebut juga bakteriofag atau fag saja, yaitu virus yang hidup dalam sel bakteri. Fag ditemukan oleh Frederick W. Twort (1915 di Inggris) dan Felix d’Herelle (1917 di Paris). Twort mengamati bahwa koloni-koloni bakteri Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

23

kadang-kadang mengalami lisis (menjadi larut dan lenyap) dan efek litik ini dapat ditularkan ke koloni lain, bahkan bahan yang encer dari koloni yang lisis ini setelah difilter menggunakan saringan bakteri masih dapat menyebabkan lisis pada koloni yang ditulari. Filtrat ini tidak lagi menularkan jika dipanaskan. Kemudian tahun 1917 D’Herelle menemukan kembali fenomena yang sama dengan fenomena Twort, sehingga mereka menyebutnya sebagai ‘bacteriofage’ (pemakan bakteri) dari unsur yang lolos dari filter bakteri. Bakteriofag terdiri dari sebuah inti asam nukleat dikelilingi selubung protein. Virus ini terdapat dalam bentuk berbeda-beda dan banyak yang mempunyai ekor yang digunakan untuk melewatkan asam nukleat ketika menulari sel bakteri. Ada dua tipe utama virus bakteri, yaitu : litik atau virulen dan lisogenik atau avirulen. Fag litik jika menginfeksi bakteri maka bakteri akan memberikan tanggapan dengan menghasilkan virus-virus baru dalam jumlah banyak sehingga akhirnya sel bakteri sendiri akan pecah atau mengalami lisis dan melepaskan fag-fag baru untuk menginfeksi bakteri inang lain. Proses dari fag menginfeksi bakteri sampai lepasnya fag dari bakteri yang lisis disebut daur litik. Infeksi dari fag lisogenik, akibatnya tidak sampai lisis. Asam nukleat virus dibawa dan direplikasi di dalam sel-sel bakteri dari satu generasi ke generasi berikutnya tanpa menimbulkan lisis, meskipun pada generasi tertentu dapat mendadak menjadi virulen. Semua fag mempunyai inti asam nukleat yang diselubungi oleh protein atau kapsid. Kapsid tersusun dari kapsomer-kapsomer dan kapsomer terdiri dari molekul-molekul protein yang disebut protomer. Fag dapat dijumpai dalam dua bentuk struktural yang mempunyai simetri kubus atau helik. Pada penampilan keseluruhan, fag kubus berupa benda padat teratur atau lebih spesifik, polihedral, sedangkan fag helik berbentuk batang. Pada banyak bakteriofag kepalanya polihedral tetapi ekornya benbentuk batang. Fag mudah diisolasi dan dikultivasi pada biakan bakteri yang muda dan sedang tumbuh aktif dalam medium cair maupun padat. Dalam biakan cair, bakteri yang lisis mengakibatkan biakan yang keruh menjadi jernih, sedangkan pada biakan padat akan tampak plaq atau daerah jernih pada koloni bakteri. Persyaratan utama untuk isolasi dan kultivasi fag adalah kondisi optimum untuk pertumbuhan bakteri inang atau habitat optimum inang. b. Virus Tumbuhan dan Virus Hewan Virus-virus tumbuhan dan hewan sangat beragam bentuk dan ukurannya. Ukuran virus berkisar antara 10 sampai 100 nanometer (1 nm = 10-3 µm = 10-6 mm). Virus tumbuhan dan hewan tersusun dari suatu inti asam nukleat dikelilingi oleh kapsid sama dengan fag, tetapi pada beberapa virus hewan, nukleokapsid Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu

24

(asam nukleat dan kapsid) dibungkus oleh suatu membran luar yang disebut sampul yang terbuat dari lipoprotein. Virion yang bersampul peka terhadap pelarut lemak, misalnya eter dan kloroform. Kemampuan menginfeksi virus bersampul akan hilang oleh pelarut lemak. Virus yang tidak bersampul disebut virion telanjang. Virus-virus yang bervirion telanjang tidak terpengaruh oleh pelarut lemak. Asam nukleat virus tumbuhan pada umumnya berupa RNA, meskipun beberapa diantaranya berupa DNA tetapi tidak pernah ada dua-duanya dalam satu virion. Perbanyakan virus disebut replikasi karena virus tidak mempunyai kegiatan metabolik yang mandiri dan tidak mampu bereproduksi melalui proses-proses yang khas seperti organisme lain. Proses replikasi virus secara umum dan singkat dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. Virion melekat pada suatu sel inang pada situs-situs tertentu (reseptor). 2. Seluruh virus atau hanya asam nukleatnya menembus masuk ke dalam sel., tetapi yang mampu masuk ke dalam sel hanya nukleokapsid dan keduanya akan segera terpisah. 3. Asam nukleat diterjemahkan sel inang (yang dilakukan oleh DNA inang) untuk meproduksi kapsid telanjang dan direplikasi untuk memproduksi asam nukleat virus lebih banyak. 4. Perakitan asam nukleat beserta kapsidnya dan pelepasan virus baru. Ada beberapa perbedaan langkah replikasi virus RNA dengan virus DNA. Virus RNA hanya melalui pelepasan bungkus, kemudian translasi langsung dan replikasi langsung ke perakitan sedangkan virus DNA melalui proses yang lebih panjang. Semua sintesis protein akan membutuhkan m-RNA, sehingga DNA virus harus diterjemahkan oleh ensim polimerase sel inang untuk membentuk m-RNA tetapi RNA virus mungkin dapat langsung berfungsi sebagai m-RNA tanpa disalin dulu oleh sel inang. Virus RNA tertentu yang susunannya benang RNA tunggal (ss-RNA) harus disalin dulu menjadi RNA komplementer yang kemudian berfungsi sebagai m-RNA. Virus semacam ini disebut virus benang negatif.


25

II. PENGGOLONGAN MIKROORGANISME

Recommend Documents