BAKTERI:
MORFOLOGI, PERTUMBUHAN, REPRODUKSI, dan KULTIVASI





I . MORFOLOGI BAKTERI


1. Morfologi Kasar Sel Bakteri

Ukuran : satuan um ( mkrometer ) = 10 3 mm

Bentuk :
1. Ellips, bola disebut coccus

2. Batang disebut bacillus ; ujung membulat, meruncing, satu melekat
deangan yang lain sehingga seperti rantai .

3. Spiral ( individual ) dgn ukuran pendek, spiral berpilin ketat, spiral berpilin longgar, spiral yang pendek dan tdk lengkap disebut bakteri koma / vibrio.


Penataan ;
Species species tertentu menunjukan adanya pola penataan sel seperti berpasangan, gerombol rantai atau filamen.

Coccus ;
Diplococcus, eg; Streptococcus pneumoniae
Doble;

Sterptococcus, eg; Streptococcus pyogenes
Filamen

Tetracoccus, eg; Pediococcus cerevisiae
Empat

Staphilococcus, eg Staphylococcus aureus
Gerombol, bercabang

Sarcinia, eg Sarcinia ventriculli
Kubus


Bacillus ;
Bakteri penyebab diphteri akan membentuk kelompok sel yang berbaris berdampingan seperti batang korek api ( penataan pagar ) eg
Corynebacterium diphteriae

Bakteri Tuberkulosis yaitu penataan 3 bacillus yang memberikan kesan struktur Y

( Penataan roset ) eg, Caulobacter vibrioides

Diplobacillus, Streptobacillus ( Penataan Rantai ) eg, Bacillus cereus

2.Struktur halus sel bakteri
Pemeriksaan dengan EM menunjukan adanya struktur –struktur diluar dinding sel dan struktur lain yang terbungkus didalam dinding sel. Beberapa bagian struktural umum dijumpai pada semua sel seperti dinding sel dan membran sitoplasma. Struktur lain hanya ada pada atau didalam species tertentu

Struktur diluar dinding sel

Flagella / flagellum ;
Terbentuk dari flagellum yang terdiri dari 3 bagian yaitu tubuh dasar, struktur seperti kait dan sehelai filamen diluar dinding sel
Untuk melihat flagella harus menggunakan pewarnaan Leifson atau pewarnaan negative.

Jenis-jenis flagella :
Monotrichous eg, Pseudomonas earuginosa
Lipotrichous eg, Pseudomonas thiorescens
Amphitrichous, eg, Spirillium repens
Peritrichous, eg, Salmonella typhi

2. Pili (fibriae) / pilus ;
Seperti filamen tetapi berukuran lebih kecil, lebih pendek dan banyak
Hanya dapat dilihat dengan EM, tidak bertfungsi untuk pergerakan, dijumpai pada species Yang mobil / non mobil
Beberapa pili berfungsi untuk alat pelekat pada perbagai permukaan misalnya pada jaringan hewan dan tumbuhan yang merupakan sumber nutrisinya
Salah satu jenis disebut Pilus F ( pikus sex ) berfungsi sebagai pintu gerbang bagian masuknya bahan genetic selama berlangsung perkawinan antar bakteri ( konyugasi )

3. Kapsul ;
Berfungsi sebagai cadangan makanan dan penutup lindung
Ukuran tergantung dari tempat tumbuh bakteri itu, contoh Klebsiella pneumoniae
dikelilingi oleh bahan kental yang disebut kapsul/ lapisan lendir.
Terbuat dari polysacharida / polipeptida / keduanya biasanya mengandung air yang banyak.
Kapsul penting untuk diagnosa penyakit / serological proses

Struktur Sebelah Dalam Dinding Sel

1. Membran sitoplasma
Mengendalikan keluar masuknya substansi kimiawi dalam larutan dimana mampu menahan dan mengambil nutrient dalam jumlah yang sama
Menyediakan peralatan biokimia untuk memindahkan ion-ion mineral , gula, asam amino, electron serta metabolit- metabolit lain yang melintasi membrane dinding dengan cara difusi pasif atau angkutan aktif.

Difusi pasif ( osmosis );
Bersifat tidak spesifik yang tidak membedakan bahan-bahan yang lewat melalui membrane, mengalir dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Bekerja untuk menyamakan konsentrasi pada kedua sisi membrane.

Angkutan Aktif;
Bersifat sangat spesifik dan selektif, dimana proses sanmgatlah rumit didalam membrane sitoplasma, dimana angkutan semacam ini diwujudkan oleh senyawa-senyawa yang disebut “ portir membrane “ bersama reaksi biokimia yang menghasilkan energi.
2. Sitoplasma dan struktur-struktur didalam sitoplasma dibagi menjadi;
a. Daerah sitoplasma mempunyai penampilan granular dan kerja RNA
b. Daerah kromatin atau nucleus kaya akan DNA
c. Bagian zat alir, mengandung nutrient terlarut dan bahan partikulat yang disebut
tubuh Inklusi.
d. Protoplast dan steroplast
ad. a). Daerah sitoplasma; partikel-partikel RNA protein yang disebut ribosom, terkemas padat diseluruh daerah sitoplasma RNA untuk proses biosintesis protein
ad.b). Daerah nucleus; Bahan nucleus/ merupakan seuntaiDNA double helix yang tidak mempunyai membrane sel dan dapat bergerak di dalam sitoplasma.
Ad.c). Inklusi sitoplasma; Berbagai macam substansi kimiawi dapat menumpuk dan membentuk granul/ globin didalam sitoplasma. Contoh bakteri Belerang menumpuk sejumlah belerang yang tampak sebagai globul didalam sitoplasma.
Ad.d). Protoplast dan Sferoplast
Protoplast adalah isi sitoplasma yang dikelilingi oleh membrane sitoplasma, bentuk seperti bola karena tidak memiliki dinding sel luar yang kaku. Protoplast dapat dicirikan sbb;
Sama sekali tidak mempunyai dinding sel, Tidak bergerak, Berbentuk bola, Tidak dapat membelah diri,Tidak mampu membentuk dinding sel, Tidak tahan terhadap infeksi oleh bakteriophage yaitu virus yang menginfeksi bakteri
Untuk bakteri Gram – yang mempunyai dinding sel 3 lapis, pembuangan lapisan peptidoglikan mungkin menyisihkan sebagian bahan lapisan luar tetap melekat pada membrane sitoplasma dinamakan Sferoplast karena tidak seluruhnya bebas dari dinding sel.

SPORA

Species tertentu mempunyai spora yang didalam disebut Endospora dan yang diluar disebut Eksospora. Bersifat dorman, dihasilkan pada fase lanjut pada pertumbuhan sel dan pada kondisi-kondisi yang sesuai akan berkecambah dan menghasilkan sel yang sama seperti asalnya atau vegetatif. Spora tahan terhadap banyak bahan fisik maupun kimiawi.

Eksospora
Contoh Streptomyces, spora disebut konidia yang disangga pada ujung hifa oleh suatu filament vegetatif. Proses ini hamper sama dengan pembentukan spora pada jamur.
Endospora

Endospora hanya terdapat pada bakteri, dinding sel tebal, sangat reaktif dan resisten, dihasilkan oleh semua Bacillus, Clostridiem dan Sporosarcinia.
Bakteri yang mampu membentuk endospora dapat tumbuh dan bereproduksi selama banyak generasi sebagai sel vegetatif, tetapi pada beberapa tahapan di dalam pertumbuhanya terjadi sintesis protoplasma baru didalam sitoplasma vegetatifnya yang dimaksudkan untuk mmenjdi spora.

Langkah-langkah pembentukan spora sbb;

Penjajaran kembali bahan DNA menjadi filament dan invaginasi membrane sel didekat satu ujung sel untuk membentuk sauatu struktur yang disebut bakal spora
Pembentukan sederetan lapisan yang menutupi bakal spora yaitu korteks spora diikuti dengan selubung spora berlapis tebal.
Pelepasan spora bebas seraya sel induk mengalami lisis
Semua endospora bakteri mengandung sejumlah besar asam dipikolimat yaitu suatu subtansi yang tidak terdeteksi pada sel-sel vegetatif. Asam tersebut 5 – 10 % berat kering endospora. Selain asam dipikolimat terdapat pula kalsium dan kompleks Ca 2+, asam dipikolimat-peptidoglikan pada lapisan korteksnya.
Spora yang matang dapat juga / mampu bereproduksi seperti sel vegetatif dengan cara; aktivasi spora dengan panas, berkecambah, pertumbuhan menjadi sel vegetatif
Letak, Ukuran serta Bentuk Endospora
Spora eliptikal letaknya sentral, contoh; Bacillus cereus
Spora berbentuk bola, letaknya dinding terminal; contoh Clostridium tetani
Spora avoid, letaknya dekat ujung (subterminal ) contoh, Clostridium subterminate
Spora resisten terhadap suhu tinggi kekeringan, tahan berpuluh tahun pada tanah serta bahan-bahan kimia seperti desinfektan

II. KULTIVASI, REPRODUKSI DAN PERTUMBUHAN BAKTERI

A. KULTIVASI

1. Persyaratan Nutrisi
a. Sumber energi dapat berupa cahaya ( fototrop ) atau kimia ( kemotrop )
b. Karbon dioksida ( CO2 ); autotrof, fotoautrotof, kemoautotrof
c.Nitrogen, Sulfur, Phosfor, Na,K,Kcl,Mg,Fe,Zink,Co, unsur logam sangat kecil dibutuhkan dalam ppm)
d. Vitamin, H2O
2. Kondisi fisik yang dibutuhkan untuk pertumbuhan selain menyediakan yang sesuai untuk kultivasi bakteri, juga diperlukan kondisi fisik yang menunjang untuk pertumbuhan
a. Suhu mempengaruhi laju pertumbuhan dan jumlah total pertumbuhan organisme
- psikrofil; 0 – 30 0C
- mesofil; 25 – 40 0C
- thermofil; > 50 0C
3. Atmosfer gas; O2 dan CO2 dibagi menjadi;
- aerobik, an aerobik, fakultatif, mikroaerofilik
4. PH; normal 6.5 – 7.5
Diperluklan alat penyangga/ buffer untuk menyetukan pH media selama pertumbuhan bakteri eg; KH2PO4 K2HPO4

PERTUMBUHAN BAKTERI

Definisi; Kenaikan yang konstan dari semua komponen kimiawi mikroorganisme yang menyebabkan pertambahan ukuran dan diikuti pembelahan sel.

Pertumbuhan bakteri diketahui dengan mengukur perubahan jumlah sel dalam suatu populasi.

Metode yang digunakan adalah;

Cawan hitung
MPN ( Most Probable Number )

Hitungan Langsung
Turbidimitrik ( melihat kekeruhan dalam suatu media ).

LAJU PERTUMBUHAN

Laju pertumbuhan mikroorganisma adalah waktu yang diperlukan sel untuk bereproduksi, dapat bervariasi tergantung dari parameter fisiologi. Pertumbuhan menyebabkan bertambahnya jumlah dan bio-massa sel. Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai ukuran populasi dua kali semula disebut waktu generasi ( doubling time ).
Pertumbuhan bakteri 1 2 23 24 2
Waktu Generasi dimana setiap sp bakteri berbeda

Waktu generasi / GMT ;
Jumlah bakteri yang ada pada mula-mula
Jumlah bakteri yang ada pada akhir waktu tertentu
interval waktu

PENGARUH LAJU PERTUMBUHAN PADA STATUS FISIOLOGI SEL

Sel mengandung komponen seperti DNA, RNA, protein, ribosom. Konsentrasi makromolekul sel relatif meningkat secara eksponensial. Pada saat sel memerlukan protein lebih banyak ( laju pertumbuhan cepat ), sel tidak menambah kecepatannya dalm mempolimerisasi asam amino tetapi menaikkan jumlah ribosom. Polimerisasi asam amino mempunyai laju yang relatif konstan