BAKTERI DAN VIRUS

A. BAKTERI

Bakteri merupakan mikrobia prokariotik uniselular, termasuk klas Schizomycetes, berkembang biak secara aseksual dengan pembelahan sel. Bakteri tidak berklorofil kecuali beberapa yang bersifat fotosintetik.

Cara hidup bakteri ada yang dapat hidup bebas, parasitik, saprofitik, patogen pada manusia, hewan dan tumbuhan. Habitatnya tersebar luas di alam, dalam tanah, atmosfer (sampai + 10 km diatas bumi), di dalam lumpur, dan di laut.

Bakteri mempunyai bentuk dasar bulat, batang, dan lengkung. Bentuk bakteri juga dapat dipengaruhi oleh umur dan syarat pertumbuhan tertentu. Bakteri dapat mengalami involusi, yaitu perubahan bentuk yang disebabkan faktor makanan, suhu, dan lingkungan yang kurang menguntungkan bagi bakteri. Selain itu dapat mengalami pleomorfi, yaitu bentuk yang bermacam-macam dan teratur walaupun  ditumbuhkan pada syarat pertumbuhan yang sesuai. Umumnya bakteri berukuran 0,5-10 m.

Berdasarkan klasifikasi artifisial yang dimuat dalam buku “Bergey’s manual of determinative bacteriology” tahun 1974, bakteri diklasifikasikan berdasarkan deskripsi sifat morfologi dan fisiologi. Dalam buku ini juga terdapat kunci determinasi untuk mengklasifikasikan isolat bakteri yang baru ditemukan. Menurut Bergey’s manual, bakteri dibagi menjadi 1 kelompok (grup), dengan Cyanobacteria pada grup 20. Pembagian ini berdasarkan bentuk, sifat gram, kebutuhan oksigen, dan apabila tidak dapat dibedakan menurut ketiganya maka dimasukkan ke dalam kelompok khusus.

KLASIFIKASI BAKTERI

I.  Bakteri berbentuk kokus (bulat)

a.  Bakteri kokus gram positif (grup 14)

Aerobik: Micrococcus, Staphylococcus, Streptococcus, Leuconostoc

Anaerobik: Methanosarcina, Thiosarcina, Sarcina, Ruminococcus

b.  Bakteri kokus gram negatif

Aerobik: Neisseria, Moraxella, Acinetobacter, Paracoccus (grup 10) Anaerobik: Veillonella, Acidaminococcus, Megasphaera (grup 11)

II.  Bakteri berbentuk batang

a.  Bakteri gram positif

1.    Bakteri gram positif tidak membentuk spora (grup 16) Aerobik: Lactobacillus, Listeria, Erysipelothrix, Caryophanon.

2.    Bakteri Coryneform dan actinomycetes (grup 17)

Aerobik Coryneform: Corynebacterium, Arthrobacter, Brevibacterium, Cellulomonas, Propionibacterium, Eubacterium, Bifidobacterium.

Aerobik Actinomycetes: Mycobacterium, Nocardia, Actinomyces, Frankia,

Actinoplanes, Dermatophilus, Micromonospora, Microbispora, Streptomyces, Streptosporangium.

Actinomycete dapat membentuk miselium yang sangat halus dan bercabang- cabang. Miselium vegetatif tumbuh di dalam medium, dan miselium udara ada di permukaan medium. Bakteri ini dapat berkembang biak dengan spora, secara fragmentasi dan segmentasi, dengan chlamydospora, serta dengan bertunas. Bakteri ini umumnya mempunyai habitat pada lingkungan dengan pH yang tinggi. Cara hidupnya ada yang bersifat saprofit, simbiosis dan beberapa sebagai parasit. Frankia adalah actinomycetes yang mampu menambat nitrogen dan dapat bersimbiosis dengan tanaman.

3.    Bakteri pembentuk endospora (grup 15)

Aerobik: Bacillus, Sporolactobacillus, Sporosarcina, Thermoactinomyces

Anaerobik: Clostridium, Desulfotomaculum, Oscillospira

b.  Bakteri gram negatif

1.    Bakteri gram negatif aerobik (grup 7)

Aerobik: Pseudomonas, Xanthomonas, Zoogloea, Gluconobacter, Acetobacter, Azotobacter, Azomonas, Beijerinckia, Derxia, Rhizobium, Agrobacterium, Alcaligenes, Brucella, Legionella, Thermus. Bakteri Azotobacter, Beijerinckia, Derxia, Rhizobium termasuk diazotroph yang dapat menambat nitrogen dari udara. Azotobacter, Beijerinckia, dan Derxia cara hidupnya bebas tidak bersimbiosis, Rhizobium hidupnya dapat bersimbiosis dengan akar tanaman leguminosa dengan membentuk bintil akar.

2.    Bakteri gram negatif aerobik khemolitotrofik (grup12)

Aerobik: Nitrobacter, Nitrospira, Nitrococcus, Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus, Nitrosolobus. Bakteri bakteri tersebut umumnya berperan dalam proses nitrifikasi di dalam tanah. Thiobacillus, Sulfolobus, Thiobacterium, Thiovolum, yang merupakan bakteri yang berperan dalam proses oksidasi sulfur di alam.

3.    Bakteri berselubung (grup 3)

Aerobik: Sphaerotilus, Leptothrix, Cladothrix, Crenothrix. Bakteri Sphaerotilus biasanya hidup di saluran-saluran air. Leptothrix,dan Cladothrix merupakan bakteri yang mampu mengoksidasi besi atau penyebab korosi.

4.    Bakteri gram negatif fakultatif anaerobik (grup 8)

Fakultatif anaerobik: Escherichia coli, Klebsiella, Enterobacter, Salmonella, Shigella, Proteus, Serratia, Erwinia, Yersinia, Vibrio, Aeromonas, Photobacterium.

5.    Bakteri gram negatif anaerobik (grup 9)

Sangat Anaerobik: Bacteroides, Fusobacterium, Leptotrichia

6.    Bakteri Methanogens dan arkaebakteria (grup 13)

Sangat Anaerobik: Methanobacterium, Methanothermus, Methanosarcina, Methanothrix, Methanococcus. Bakteri ini merupakan pembentuk metan (CH4) dari hasil perombakan bahan organik secara anaerobik.

Aerobik: Halobacterium, Halococcus, Thermoplasma. Bakteri ini ada yang tahan hidup pada kadar garam tinggi dan dan ada yang tahan pada suhu tinggi.

Anaerobik: Thermoproteus, Pyrodictium, Desulforococcus.

III.  Bakteri berbentuk lengkung

a.  Bakteri gram negatif spiril dan lengkung (grup 6)

Aerobik: Spirillum, Aquaspirillum, Azospirillum, Oceanospirillum, Campylobacter, Bdellovibrio, Microcyclus, Pelosigma. Bakteri Azospirillum termasuk bakteri penambat nitrogen yang dapat berasosiasi dengan tanaman gramineae termasuk tanaman padi. Bakteri Bdellovibrio adalah bakteri yang dapat hidup sebagai parasit pada sel bakteri lain (parasit bakteri).

b.  Bakteri gram negatif lengkung anaerobik (grup 9)

Anaerobik: Desulfovibrio, Succinivibrio, Butyrivibrio, Selenomonas. Bakteri Desulfovibrio merupakan salah satu bakteri yang mampu mereduksi sulfat.

c.  Spirochaeta (grup 5)

Aerobik dan anaerobik: Spirochaeta, Cristispira, Treponema, Borrelia, Leptospira.

Bakteri ini berbentuk benang tipis dan terulir. Dinding sel tipis dan lentur. Bakteri ini dapat bergerak dengan cara kontraksi sel menurut garis sumb selnya. Selnya  berukuran 0,1-3 m x 4-8 m .

IV. Bakteri yang termasuk kelompok khusus

a. Bakteri yang merayap (meluncur) (grup 2)

Bakteri ini dapat merayap walaupun tidak berflagela. Bakteri ini selalu bersifat gram negatif. Dalam kelompok ini termasuk beberapa ganggang biru, beberapa bakteri khemoorganotrof dan beberapa bakteri belerang (sulfur).

Kelompok bakteri yang menjadi anggota bakteri merayap (meluncur) adalah sbb:

1.    Bakteri yang mengandung sulfur intraselular, berbentuk benang. Contoh:

Beggiatoa, Thiothrix, Achromatium.

2.     Bakteri bebas sulfur, membentuk trikoma (bulu). Contoh: Vitreoscilla, Leucothrix, Saprospira.

3.     Bakteri uniselular, bentuk batang pendek. Contoh: Cytophaga, Flexibacter,

  Myxobacteria.

4.     Bakteri fototrof yang bergerak merayap. Contoh: Chloroflexus

5. Cyanobacteria yang bergerak merayap. Contoh: Oscillatoria.

Myxobacteria. Bakteri yang termasuk myxobacteria mempunyai dinding sel sangat tipis dan lentur. Bakteri ini bersifat gram negatif, dan dapat bergerak meluncur. Bentuk sel umumnya memanjang (spoel) dengan ujung runcing. Dalam siklus hidupnya dapat membentuk badan buah, yang merupakan kumpulan sel yang berdifrensiasi. Ukuran badan buah kurang dari 1 mm. Contoh: Chondromyces, Myxococcus.

b.  Bakteri bertangkai atau bertunas (grup 4)

Bakteri ini mempunyai struktur mirip tangkai atau tunas yang merupakan tonjolan dari sel, atau hasil pengeluaran lendir. Contoh: Hypomicrobium, Caulobacter, Prosthecomicrobium, Ancalomicrobium, Gallionella, Nevskia.

c.  Bakteri parasit obligat: Rickettsiae dan Chlamydiae (grup 18)

Merupakan bakteri yang berukuran paling kecil, tetapi lebih besar dari virus, yaitu 0,3x2m. Bentuk sel pleomorfik, dapat berupa batang, kokus, atau filamen. Bakteri  ini cara hidupnya sebagai parasit sejati (parasit obligat) di dalam sel jasad lain dan bersifat patogen. Hidupnya intraselular di dalam sitoplasma dan inti sel binatang dan manusia. Oleh karena itu bakteri kelompok ini merupakan penyebab penyakit, yang biasanya ditularkan oleh vektor serangga. Contoh: Rickettsia prowazekii, Chlamydia trachomatis, Coxiella burnetii.

d.  Mycoplasma (klas Mollicutes) (grup 19)

Mycoplasma disebut juga PPLO (Pleuropneumonia Like Organisms). Cirinya yaitu tidak mempunyai dinding sel, atau merupakan bentuk L dari bakteri sejati (Eubakteria) atau bentuk speroplas sel eubakteria, sehingga sifatnya mirip bakteri sejati. Mycoplasma berukuran 0,001-7m . Umumnya lebih besar dari Rickettsiae dan dapat dicat dengan cat anilin. Ukuran koloni mencapai 10-600m-.Selnya berbentuk kokus, filamen, roset, dan sangat pleomorfik. Selnya dapat memperbanyak diri dengan pembelahan biner, fragmentasi, dan perkecambahan. Cara hidupnya sebagai saprofit atau patogen. Contoh: Mycoplasma mycoides, M. homonia, M. orale, Acholeplasma, Spiroplasma.

Bakteri bentuk L atau bakteri dalam bentuk protoplas, tidak berdinding sel. Hal ini dapat terjadi karena mutasi atau dibuat. Contohnya (a) Mycobacterium tuberculosis dalam medium dengan tegangan muka rendah dan ditambah lisosim serta EDTA, (b) Strain mutan Staphylococcus aureus dalam medium dengan penisilin G.

e.  Bakteri anaerobik anoksigenik fototrofik (grup 1)

Bakteri ini mempunyai ciri berpigmen fotosintetik. Ada yang berbentuk kokus, batang, dan lengkung. Berdasarkan sifat fisiologinya dapat dibagi menjadi:

1.    Familia Thiorhodaceae (bakteri sulfur ungu). Contoh: Thiospirillum sp.,

Chromatium sp.

2.    Familia Athiorhodaceae/Rhodospirillaceae (bakteri sulfur non-ungu). Contoh:

Rhodospirillum, Rhodopseudomonas.

3.    Familia Chlorobiaceae (bakteri sulfur hijau). Contoh: Chlorobium, Chloropseudomonas, Chlorochromatium.

f. Bakteri aerobik oksigenik fototrofik: Cyanobacteria (grup 20)

Bakteri ini termasuk Myxophyceae atau Cyanophyceae. Sifatnya yang mirip bakteri adalah dinding selnya terdiri mukokompleks, tidak berdinding inti, tidak ada mitokondria dan kloroplas. Sifatnya yang berbeda adalah dapat berfotosintesa mirip tumbuhan tingkat tinggi, dan menghasilkan O2.

Bakteri ini mempunyai klorofil a dan fikobilin (fikosianin dan fikoeritrin). Bentuk

selnya tunggal (uniselular), koloni, dan benang-benang (filamen). Selnya dapat bergerak meluncur tetapi sangat lambat (250 m per menit), meskipun tidak berflagela. Cara hidupnya bebas, dan berasosiasi simbiosis. Umumnya dapat menambat nitrogen dari udara, dan bersifat fotoautotrof obligat. Contoh: Gloeobacter, Gloeocapsa, Dermocarpa, Spirulina, Nostoc, Anabaena, Oscillatoria, Calothrix, Cylindrospermum. Anabaena azollae dapat bersimbiosis dengan tanaman paku air Azolla sp. dan Nostoc bersimbiosis dengan jamur membentuk Lichenes.

B. VIRUS

Virus ukurannya sangat kecil dan dapat melalui saringan (filter) bakteri. Ukuran virus umumnya 0,01-0,1 m. Virus tidak dapat diendapkan dengan  

sentrifugasi biasa. Untuk melihat virus diperlukan mikroskop elektron.

Sifat-sifat virus yang penting antara lain:

1.  Virus hanya mempunyai 1 macam asam nuklein (RNA atau DNA)

2.  Untuk reproduksinya hanya memerlukan asam nuklein saja.

3.  Virus tidak dapat tumbuh atau membelah diri seperti mikrobia lainnya

Virus memiliki sifat-sifat khas dan tidak merupakan jasad yang dapat berdiri sendiri. Virus memperbanyak diri dalam sel jasad inang (parasit obligat) dan menyebabkan sel-sel itu mati. Sel inang adalah sel manusia, hewan, tumbuhan, atau pada jasad renik yang lain. Sel jasad yang ditumpangi virus dan mati itu akan mempengaruhi sel-sel sehat yang ada didekatnya, dan karenanya dapat mengganggu seluruh kompleks sel (becak-becak daun, becak-becak nekrotik dan sebagainya.

1.  VIRUS TUMBUHAN

Virus tumbuhan pada umumnya masuk ke dalam sel melalui luka, jadi tidak  dapat menerobos secara aktif. Sebagai tanda penyerangannya ialah adanya becak- becak nekrotik di sekitar luka primer. Dalam alam virus tumbuhan disebarkan dengan pertolongan hewan serangga vektor atau dengan cara lain, misalnya tanaman Cuscuta dengan haustorianya juga memindahkan virus melalui sistem jaringan angkutannya (buluh-buluh pengangkutan).

Banyak jenis virus yang memperbanyak diri terlebih dahulu di dalam tractus digestivus hewan-hewan vektornya. Setelah masa inkubasi tertentu  dapat  menyebabkan infeksi pada tumbuh-tumbuhan lagi. Virus semacam itu dikenal sebagai virus yang persisten. Virus yang nonpersisten dapat segera ditularkan dengan gigitan (sengatan) serangga (hewan).

Virus tumbuhan yang telah banyak dipelajari adalah TMV (Tobacco Mozaic Virus = Virus Mozaik Tembakau). Bahan genetik virus ini ialah RNA.

2.  BENTUK VIRUS

Suatu virion terdiri atas bahan genetik (RNA atau DNA) yang diselubungi oleh selubung protein. Selubung protein ini disebut kapsid. Asan nuklein yang diselubungi kapsid disebut nukleokapsid. Nukleokapsid dapat telanjang misalnya pada TMV (Tobacco Mozaik Virus yang menyebabkan penyakit becak daun), Adenovirus dan virus kutil (Warzervirus); atau diselubungi oleh suatu membran pembungkus misalnya pada virus influenza, virus herpes. Kapsid terdiri atas bagian-bagian yang disebut kapsomer (misalnya pada TMV dapat terdiri atas hanya satu rantaian polipeptida, juga dapat terdiri atas protein monomer-protein monomer yang identik yang masing-masing terdiri atas rantaian polipeptida). Pada dasarnya kapsid terdiri atas banyak satuan-satuan dasar yang identik. Pada umumnya kapsid tersusun simetris. Pada TMV (suatu virus yang berbentuk batang) kapsomernya tersusun dalam bentuk anak tangga uliran spiral. Bentuk dasar virus adalah yang bulat, silindris, kubus, polihedral, seperti huruf T, dan lain-lain.

Skema komponen-komponen virion (partikel virus yang lengkap

3. BAKTERIOPHAGE (VIRUS YANG MENYERANG BAKTERI)

Virus pada bakteri coli (T-phage) terdiri atas dua bagian, yaitu bagian kepala yang berbentuk heksagonal dan bagian ekornya. Bentuk demikian itu hanya dapat dilihat pada pengamatan dengan mikroskop elektron. Bagian kepala terdiri atas bagian utama yang bagian pusatnya terdiri atas DNA; sedang bagian luarnya merupakan selubung protein yang berfungsi sebagai pelindung. Bagian ekornya berupa tubus yang mempunyai sumbat, selain itu dilengkapi pula dengan serabut ekor. Bakteri yang terserang bakteriofag akan lisis.

Untuk mendapatkan gambaran tentang siklus hidup bakteriofag, perlu ditinjau tingkatan-tingkatan yang terjadi pada waktu phage menyerang bakteri:

a.  Pada permulaannya phage melekat dengan bagian ekornya pada bagian tertentu dari sel (fase adsorpsi phage pada sel) .

b.   DNA phage dimasukkan ke dalam sel melalui tubus ekornya, DNA phage merusak DNA bakteri sehingga proses di dalam sel dikendalikan oleh DNA phage, kemudian akan terbentuk protein (selubung) phage dan DNA phage yang baru (fase perkembangan phage).

c.  Fase yang terakhir ialah keluarnya partikel-partikel virus (bekteriophage) dari sel. Sel bakteri mengalami lisis (bakteriolisis/ fase pembebasan phage).

Tabel . Kelompok virus yang penting.

Virus DNA
300 X 250	Virus cacar	Variola
100 - 150	Herpes virus	Herpes simplex, Varicella/Zoster
20 - 60	Arbovirus	Yellow fever, pappataci
130	virus serangga
60 - 75	Reovirus	Reovirus
70 - 85	Adenovirus	Adenovirus
Virus RNA
80 - 200	Myxovirus	Vaccinia, Moliuscum parainfluenza - influenza campak
17 - 30	Picornavirus	Polyomyolitis radang mulut dan kuku
40 - 55	Papovavirus	Papillom (kutil) Polyoma (tumor)
25 - 45	Bacteriovirus	Phage berbentuk kubik
40 - 80	virus serangga
25 X 200	Bacterivirus	T-phage
18 X 300	Virus tumbuhan	Mozaik tembakau

Ada beberapa virus yang ukurannya sangat kecil, dan hanya tersusun dari beberapa asam nukleat saja. Virus yang sangat sederhana ini disebut viroid. Sekarang telah ditemukan juga jasad hidup yang susunan kimianya hanya terdiri dari beberapa molekul protein, jasad ini disebut prion.