Sejarah, Ciri, dan Karakteristik Bakteri (Bacteria/Eubacteria)

Kali ini kita akan membahas Bakteri sejati (en: Bacteria atau Eubacteria). Bakteri merupakan domain besar mikroorganisme prokariotik yang merupakan salah satu bentuk kehidupan pertama yang ada di Bumi. Bakteri memiliki berbagai bentuk, mulai dari bola sampai batang dan spiral, serta dapat hidup di berbagai tempat, seperti tanah, air, sumber air panas, limbah radioaktif, dan bagian dalam kerak bumi. Selain itu, Bakteri juga hidup dalam hubungan simbiosis dengan tumbuhan dan hewan.

Sejarah Penemuan Bakteri

Bakteri pertama kali diamati oleh ahli mikroskop dari Belanda, Antonie van Leeuwenhoek pada tahun 1676, menggunakan mikroskop lensa tunggal buatannya sendiri. Ia menyebut Bacteria sebagai "animalcules" yang berarti hewan kecil. Barulah pada tahun 1828 Christian Gottfried Ehrenberg memperkenalkan kata "bacterium" yang berarti tongkat, karena "bacterium" tersebut adalah genus yang terdiri dari kelompok bakteri yang berbentuk tongkat. Sebuah langkah maju yang besar dalam studi Bakteri datang pada tahun 1977 ketika Carl Woese menyadari bahwa Arkea memiliki garis keturunan evolusi yang terpisah dari Bakteri. Taksonomi filogenetik baru ini bergantung pada urutan RNA ribosom 16S, dan membagi Prokariota menjadi dua domain evolusi (Bacteria dan Archaea), sebagai bagian dari sistem tiga-domain (Bacteria, Archaea, dan Eukarya). ^[1]

Ciri-Ciri Bakteri

Ciri-ciri Bakteri adalah:

1. Sel tunggal (uniseluler) tanpa nukleus.
2. Sel Bakteri tidak memiliki organel yang terbungkus membran, seperti mitokondria dan nukleus pada Eukariota (ciri 1 & 2 adalah ciri organisme Prokariota).
3. Bakteri berukuran kecil, umumnya berukuran satu mikron. ^[2] Atau bervariasi 0,5–5,0 mikron ^[1]
4. Kebanyakan Bakteri memiliki dinding sel yang kaku, dinding ini penting untuk mencegah sel bakteri (isi sel) berhamburan keluar. Dinding sel juga dapat menentukan bentuk sel, biasanya salah satu dari tiga bentuk dasar Bacteria adalah: bulat, batang dan spiral.
5. Bakteri tumbuh dan berkembang biak dengan pembelahan biner.

Keterangan: pembelahan biner adalah pembelahan sel menjadi dua bagian atau lebih dan meregenerasi bagian-bagian tersebut ke dalam sel-sel terpisah. Pembelahan biner menghasilkan dua sel terpisah, sedangkan pembelahan berganda (banyak) menghasilkan lebih dari dua sel. ^[3] Pembelahan biner adalah bentuk reproduksi aseksual pada Prokariota. Setelah membuat "copy" yang identik dari materi genetiknya, sel induk membelah menjadi dua sel anak yang hampir sama ukurannya. ^[4]

Karakteristik Bakteri

1. Respirasi Bakteri
Terdapat dua kelompok besar Eubacteria berdasarkan respirasinya, yaitu Bakteri anaerob dan aerob. Bakteri aerob adalah Eubacteria yang memerlukan oksigen untuk tumbuh, sedangkan Bakteri anaerob adalah Eubacteria yang tidak memerlukan oksigen untuk tumbuh. Bakteri anaerob ini dapat bereaksi negatif dan mati apabila terpapar oksigen. Terdapat tiga kategori pada organisme anaerob, yaitu: ^[5]

• Anaerob obligat, yang bereaksi negatif pada adanya oksigen. Contoh: Actinomyces, Bacteroides, Clostridium, Fusobacterium, Peptostreptococcus, Porphyromonas, Prevotella, dan Veillonella.
• Autotoleran, yang tidak dapat menggunakan oksigen untuk tumbuh, tetapi dapat menoleransi keberadaan oksigen.
• Anaerob fakultatif, yang dapat tumbuh tanpa oksigen, tetapi menggunakan oksigen apabila tersedia. Contoh: Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Escherichia coli, Listeria spp., dan Shewanella oneidensis.

2. Cara Bakteri Memperoleh Makanan
Berdasarkan cara memperoleh makanan, Eubacteria dapat dibedakan menjadi Bakteri autotrof dan Bakteri heterotrof. Bakteri autotrof adalah bakteri yang menghasilkan senyawa organik kompleks (seperti karbohidrat, lemak, dan protein) dari zat-zat sederhana yang ada di sekitarnya, umumnya menggunakan energi dari cahaya (fotosintesis) atau reaksi kimia anorganik (kemosintesis). Autotrof dapat mereduksi karbon dioksida untuk membuat senyawa organik untuk biosintesis dan juga membuat simpanan energi kimia. Kebanyakan autotrof menggunakan air sebagai zat pereduksi, tetapi beberapa dapat menggunakan senyawa hidrogen lain seperti hidrogen sulfida.

Berdasarkan sumber energinya autotrof bisa dibedakan menjadi dua, yaitu fotoautotrof dan kemoautotrof. Fotoautotrof menggunakan cahaya sebagai sumber energi, sedangkan kemoautotrof memanfaatkan donor elektron sebagai sumber energi, baik dari sumber organik atau anorganik; Namun dalam kasus autotrof, donor elektron ini berasal dari sumber kimia anorganik. Kemoautotrof disebut juga litotrof, karena litotrof menggunakan senyawa anorganik, seperti hidrogen sulfida, unsur sulfur, amonium dan besi, sebagai zat pereduksi untuk biosintesis dan penyimpanan energi kimia. ^[6]

• Contoh Bakteri fotoautotrof: Cyanobacteria, Green sulfur bacteria, Chloroflexi, atau Purple bacteria.
• Contoh Bakteri kemoautotrof: Thermodesulfobacteria, Hydrogenophilaceae, atau Nitrospirae.

Bakteri heterotrof adalah Eubacteria yang tidak dapat mengikat karbon sehingga menggunakan karbon organik untuk tumbuh. Bakteri heterotrof memiliki dua kelompok besar, yaitu Bakteri saprofit dan Bakteri parasit. Bakteri saprofit hidup pada sisa-sisa organisme lain, seperti bangkai dan kotoran, sedangkan Bakteri parasit mengambil makanan dari inangnya, misalnya Bakteri patogen pada manusia.

3. Reproduksi Bakteri
Kebanyakan Bacteria bereproduksi secara aseksual dengan membelah menjadi dua, proses ini disebut dengan pembelahan biner. Kedua sel-sel baru tumbuh dan kemudian masing-masing membelah lagi untuk membentuk dua sel baru, sehingga menghasilkan total empat sel dengan DNA yang identik dari sel induk tunggal. Beberapa spesies membagi hanya setiap 16 jam atau lebih. Pada Bakteri yang dapat tumbuh dengan cepat, pembelahan dapat terjadi setiap 15 menit, sehingga menghasilkan miliaran bakteri dengan DNA yang identik hanya dalam waktu 24 jam.

Beberapa Bacteria dapat bertukar materi genetik horizontal sebelum menjalankan proses pembelahan. Pada spesies ini, struktur seperti tabung terbentang di antara dua sel bakteri, proses kontak antar sel ini disebut konjugasi. Saat konjugasi, Bakteri donor mengirimkan bagian dari DNA-nya ke Bakteri penerima. Hal ini memungkinkan Bakteri untuk mengirimkan sifat genetik tertentu, seperti resistensi obat pada Bakteri lain dalam populasi mereka. ^[7]

Proses transfer gen horizontal juga dapat terjadi melalui transformasi dan transduksi, walaupun proses ini tidak melibatkan kontak antar sel. Transformasi adalah perubahan genetik dari sel yang dihasilkan dari penyerapan langsung dan penggabungan materi genetik eksogen (DNA eksogen) dari lingkungan (luar)-nya yang diambil melalui membran sel. ^[8] Transduksi adalah proses dimana DNA ditransfer dari satu Bakteri ke Bakteri lain dengan virus. ^[9]