Jumat, 19 April 2013

Materi Kuliah Mikrobiologi BAB 2

Bambang Purnomo, 200
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
Leewenhoek adalah seorang pedagang kain yang mempunyai kegemaran mengasah
batu lensa. Dengan menggunakan lensanya, secara kebetulan dia menemukan
organisme-organisme kecil dari dalam air hujan, air laut, dari
lain. Lensa-lensa yang dibuat Leewenhoek pada waktu itu mampu melihat benda kecil
dengan pembesaran sampai 400 x. Oleh karena itu, hasil
organisme-organisme kecil tersebut menjadi sangat menakjubkan untuk u
jaman itu, bahkan sampai sekarang jika didasarkan kepada sederhananya alat yang
digunakan.
Penemuan Leeuwenhoek tersebut merupakan awal penting dalam dunia
mikrobiologi, tetapi ilmuan
organisme 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
mati atau terjadi 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 s
mana.
Ditemukannya organisme kecil atau mikroorganisme oleh Leeuwenhoek menarik
minat terhadap perdebatan hebat pada masa itu mengenai asal
mana datangnya mikroorganisme dalam ai
untuk menjawabnya. Pada masa itu, generatio spontanae harus menjelaskan adanya
2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu
1
lensa oleh Antonie van Leeuwenhoek
selalensa
hasil-hasil pengamatannya pada
ilmuan-ilmuan pada masanya itu mengakuinya bahwa adanya
e i sangat kecil, tidak terlihat mata, dan terdapat dimana
asal-muasal kehidupan. Dari
air tersebut ?. Teori generatio spontanae diuji
. (1632–1723).
-sela gigi dan lainlensa
ukuran pada
benda-benda
angat dimana-
r
Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu
2
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
3
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
4
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
5
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
6
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
7
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
8
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
9
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
10
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.
Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu
11
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
12
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 ) 12
x
( CO2 + ATP + NADPH ======== CH2O + NADP+ + ADP + P ) 6 x
H2O + CO2 ======== C6H12O6 + H2O + O2
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
13
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.
Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu
14
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
15
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
16
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
17
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)
Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu
18
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.
Bambang Purnomo, 2008. Materi Kuliah Mikrobiologi. Faperta Unib. Bengkulu
19
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
20
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
21
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
22
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
23
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
24
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
25
(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.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar