Archaebacteria

Archaebacteria terdiri dari bakteri-bakteri yang hidup di tempat tempat kritis atau ekstrim, misalnya bakteri yang hidup di air panas, bakteri yang hidup di tempat berkadar garam tinggi, dan bakteri yang hidup di tempat yang panas atau asam, di kawah gunung berapi, dan di lahan gambut. Menurut para ahli, Archaebacteria dikelompokkan menjadi tiga kelompok utama, yaitu metanogen, halofil ekstrim, dan termofil ekstrim (termoasidofil). Secara struktural, kelompok prokariotik ini memiliki beberapa karakteristik, yaitu dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan, ribosomnya mengandung beberapa jenis RNA-polimerase sehingga lebih mirip eukariotik, dan plasmanya mengandung lipid dengan ikatan ester.
Metanogen merupakan kelompok prokariotik yang mereduksi karbondioksida (CO₂) menjadi metana (CH₄) menggunakan hydrogen (H₂). Metanogen merupakan mikroorganisme anaerob, tidak membutuhkan oksigen karena baginya oksigen merupakan racun. Metanogen memiliki tempat hidup di lumpur dan rawa, tempat mikroorganisme lain menghabiskan semua oksigen. Contohnya adalah Methanococcus janascii (seperti di gambar) Akibatnya rawa akan mengeluarkan gas metana atau gas rawa. Beberapa spesies lain yang termasuk kelompok metanogen hidup di lingkungan anaerob di dalam perut hewan seperti sapi, rayap, dan herbivora lain yang mengandalkan makanan berselulosa. Metanogen berperan penting dalam nutrisi. Contohnya adalah Succinomonas amylolytica yang hidup di dalam pencernaan sapi dan merupakan pemecah amilum. Peran lain metanogen adalah sebagai pengurai, sehingga bisa dimanfaatkan dalam pengolahan kotoran hewan untuk memproduksi gas metana, yang merupakan bahan bakar alternatif.
Halofil ekstrim merupakan kelompok prokariotik yang hidup di tempat yang asin, seperti di Great Salt Lake (danau garam di Amerika) dan Laut Mati. Kata halofi l berasal dari bahasa Yunani, halo yang berarti ‘garam’, dan phylos yang berarti ‘pencinta’. Beberapa spesies sekadar memiliki toleransi terhadap kadar garam, tetapi ada pula spesies lain yang memerlukan lingkungan yang sepuluh kali lebih asin dari air laut untuk dapat tumbuh. Beberapa koloni halofi l ekstrim membentuk suatu buih bewarna ungu. Warna tersebut adalah bakteriorhodopsin. Bakteriorhodopsin merupakan suatu pigmen yang menangkap energi cahaya.
Sedangkan Termofil ekstrim adalah kelompok organisme prokariotik yang hidup di lingkungan yang panas, optimum pada suhu 60- 80oC. Contohnya adalah Sulfolobus sp. yang hidup di mata air panas bersulfur di Yellowstone National Park (Amerika Serikat). Sulfolobus sp. hidup dengan mengoksidasi sulfur untuk memperoleh energi. Karena suka dengan panas dan asam, kelompok ini disebut juga termoasidofi l. Jenis lain yang memetabolisme sulfur adalah organisme prokariotik yang hidup pada air bersuhu 105oC di dekat lubang hidrotermal di laut dalam (kawah gunung api bawah laut). Termofi l ekstrim merupakan kelompok prokariotik yang paling dekat dengan organisme eukariotik.

MONERA

Ciri-ciri Umum

Monera adalah kingdom yang mencakup semua mikroorganisme yang terdiri dari satu sel (uniseluler) dan intinya tidak diselubungi membran inti (prokariotik).

Archaebacteria (Arkhaios : zaman purba)

Archaebacteria adalah contoh dari bakteri zaman purba yang masih ada sampai sekarang. Archaebacteria, pada sistem lima kingdom, termasuk dalam kingdom monera. Namun, pada sistem enam kingdom, archaebacteria memiliki kingdom sendiri.

Archaebacteria memiliki beberapa perbedaan dengan bakteri biasa, yaitu:

1. Membran sel keduanya terdiri dari jenis lipid yang sangat berbeda

2. Dinding sel bakteri tersusun dari peptidoglikan, sementara archaebacteria dindingnya tersusun dari bahan yang berbeda

3. Bakteri memiliki protein ribosom dan RNA polymerase yang berbeda dari organisme eukariotik, sementara yang dimiliki archebacteria sama

4. Gen bakteri tidak memiliki intron (bagian gen yang bukan untuk pengkodean), sedangkan beberapa gen archaebacteria memilikinya

Archaebacteria dapat dibagi menjadi tiga atau empat kelompok utama. Berikut yang tiga pertama adalah yang terpenting:

1. Metanogen

Kelompok Metanogen adalah kelompok yang mereduksi CO2 menggunakan H2 menjadi gas metana (CH4) dalam metabolisme energinya. Contohnya adalah jenis Methanopyrus. Metanogen memiliki cirri anaerop, hidup di lumpur/rawa, dan bersifat saprofit. Metanogen bersifat saprofit apabila ia hidup di dalam perut hewan sehingga menghasilkan enzim selulosa yang merombak CO2 menjadi CH4 atau disebut juga biogas.

2. Halofil Ekstrem

Halofi ekstrem adalah jenis archaebacteria yang hidup pada kadar garam (salinitas) yang tinggi. Beberapa diantaranya dapat bertoleransi, namun beberapa tidak dapat hidup jika dibawah 10 kali keasinan air laut. Koloni halofil ekstrem membentuk buih berwarna merah ungu yang dihasilkan oleh bakteriorodopsin, yaitu pigmen penangkap energy cahaya yang terdapat pada membran sel.

3. Termofil Ekstrem

Kelompok termofil ekstrem hidup pada lingkungan yang panas, dengan suhu antara 60oC sampai 80oC. Jenis kelompok ini salah satunya Sulfobulus acidocaldarius, yang mengoksidasi sulfur dan digunakan untuk memisahkan tembaga dan besi dari bijih besi.

4. Psikropil Ekstrem

Kelompok jenis ini hidup pada temperatur yang amat dingin.

Bacteria (Bacterion: batang kecil)

Ciri-ciri Bakteri:

1. Terdiri dari satu sel (uniseluler) dan tidak memiliki membran inti (prokariotik)

2. Ukurannya sangat kecil ( 1-6 mikron)

3. Hidupnya ada yang sendiri (soliter) atau berkelompok (koloni)

4. Dapat bersifat simbiosis, parasitik, atau saprofit (mengambil dari sisa makhluk hidup)

5. Umumnya tidak berklorofil

6. Berkembang biak vegetatif dengan pembelahan biner

7. Reproduksi generatif dengan konjugasi, transformasi, dan transduksi (lihat peta konsep)

8. Hidupnya berada di berbagai lingkungan dan kondisi (kosmopolitan)

Struktur Sel Bakteri

1. Kapsul

Kapsul adalah lapisan lendir yang melapisi dinding sel. Kapsul, yang umumnya berada pada bakteri beracun (patogen) berguna untuk melindungi bakteri dari sistem perlindungan (antibodi) inangnya. Jika bergelatin, kapsul juga berfungsi sebagai pengikat sel-sel bakteri untuk berkoloni.

2. Dinding Sel

Dinding sel adalah lapisan yang melindungi sel dan memberi bentuk tubuh pada sel. Dinding sel terdiri dari peptidoglikan, yaitu bahan yang terdiri dari polisakarida (gula, C6H1206) dan protein. Tebal dan tipisnya bakteri dapat diketahui dengan teknik pewarnaan Gram yang ditemukan oleh Christian Gram, ahli bakteri Denmark. Jika hasilnya Gram-positif, maka jika diamati, yang menjaga warna dari pewarna. Sedangkan, jika gram negatif, maka tidak dapat diwarnai oleh pewarna. Hal itu menunjukkan bahwa yang gram positif berdinding lebih tebal dan lebih sederhana, berkebalikan dengan gram negatif. Kebanyakan bakteri berbahaya menunjukkan hasil gram negatif.

3. Flagela

Flagella berfungsi sebagai alat gerak bakteri. Karena geraknya yang berkontraksi ke kanan kiri, maka ia disebut bulu cambuk. Berdasarkan letak dan jumlahnya:

a. Monotrik, satu flagel di satu ujung bakteri

b. Lopotrik, banyak flagel di salah satu ujung

c. Amfitrik, satu flagel pada kedua ujung

d. Peritrik, flagel berada di seluruh tubuh

e. Atrik, tidak berflagel

4. Membran plasma

Membran plasma merupakan selaput tipis yang terdiri dari lipoprotein (lemak + protein). Lapisan yang fleksibel ini bersifat selektif permeabel, yaitu dapat ditembus secara terkontrol. Bagian ini berfungsi untuk menyaring apa yang keluar masuk dari bakteri (transportasi ekstraseluler).

5. Mesosom

Mesosom adalah organ yang dapat dibandingkan dengan retikulum endoplasma pada sel eukariotik atau mitokondria pada sel umumnya. Organ ini berguna dalam pembentukan energy bakteri, pembentukan dinding sel baru, dan transportasi dalam sel (intraseluler)

6. Sitoplasama

Sitoplasma adalah cairan yang terdapat di dalam sel. Sitoplasma yang berfungsi sebagai tempat organel sel tersebut, berbeda dengan sitoplasma umumnya. Organel yang ada hanyalah ribosom bebas dan DNA atau RNA.

7. Ribosom

Ribosom tersusun atas protein dan RNA. Ribosom berguna untuk sintesis protein yang diperlukan dalam metabolisme sel.

8. Pilus/Fimbria/Pili

Pilus/pili/fimbria adalah benang-benang halus yang keluar dari dinding sel dan berfungsi sebagai alat perlekatan dengan bakteri lain. Untuk reproduksi, pilus juga berguna sebagai saluran penghubung koinjugasi.

9. Plasmid

Bakteri tidak memiliki inti sejati, tapi meimiliki bagian yang mirip inti disebut nukleoid. Plasmid ini berbentuk bulat dan membawa materi genetik yang dapat dipindahkan.

10. Endospora

Endospora adalah spora adalah spora yang dihasilkan di dalam bakteri. Endospora berdinding tebal, berguna untuk melindungi bakteri saat kondisi lingkungan tidak nyaman. Endospora tahan sampai suhu 120oC, maka ia tidak mati dengan proses memasak biasa.

11. DNA

DNA (Deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribonukleat adalah materi genetik (pembawa sifat) yang ada pada inti.

12. Lembar/membran fotosintetik

Pada makhluk prokariotik, lembar ini disebut kromatofon. Lembar fotosintetik berbentuk lipatan membran ke arah sitoplasma. Lembaran ini fungsinya mirip kloroplas, yaitu untuk melakukan fotosintesis. Bakteri yang tidak berfotosintesis tidak memiliki lembaran ini.

13. Region nukleoid

Bakteri tidak memiliki inti sejati, namun memiliki daerah yang seperti inti. Daerah ini berfungsi mengendalikan kegiatan dan reproduksi bakteri.

Bentuk Bakteri

1. Kokus, bulatan

a. Monococcus, satu bulatan sendiri. Contoh : Monococcus gonorrheae

b. Diplococcus, dua bulatan berangkai. Contoh : Diplococcus pnemoniae

c. Streptococcus, rangkaian panjang bulatan. Contoh : Streptococcys pyogenes

d. Staphylococcus, kumpulan bulatan seperti buah anggur. Contoh : Staphylococcus aureus

e. Sarcina, delapan kokus yang membentuk kubus. Contoh : Sarcina lutea

2. Basilus, batangan

a. Monobasilus, satu batang sendiri. Contoh : Salmonella typhosa & Escherichia coli

b. Diplobasilus, dua batang berangkai. Contoh : Azotobacter

c. Streptobasilus, rangkaian panjang bulatan. Contoh : Bacillus antrachis

3. Spirilum, melingkar

a. Spirilum, spiral dan kaku. Contoh : Spirillum sp. & Treponema pallidium

b. Spirochete, spiral dan lentur. Contoh : Sphiroceta palida

c. Koma, seperti tanda koma. Contoh : Vibrio cholerae

Cara Bakteri Mendapat Makanan

1. Heterotrof (Hetero=lain, trophein=makanan)

Bakteri heterotrof adalah bakteri yang sumber makanannya bergantung pada bahan organik yang sudah ada. Hal ini terjadi karena bakteri tidak mampu membuat makanannya sendiri.

a. Saprofit (saprobe=sampah)

Saprofit, seperti namanya, menguraikan sampah yang berupa sisa-sisa bahan organik menjadi bahan anorganik. Bakteri ini dapat ditemukan pada bangkai dan kotoran. Contohnya adalh Escherichia coli.

b. Parasit

Bakteri parasit adalah bakteri yang mengambil bahan organik dari inang (makhluk hidup yang ditempeli). Inang tersebut dapat berupa heterotrof lainnya seperti manusia atau hewan. Bakteri ini banyak yang bersifat patogen (beracun/menyebabkan penyakit). Contohnya adalah Clostridium tetani, Mycobacterium tubercolosis, dan lainnya.

2. Autotrof (Auto =sendiri, trophein=makanan)

Autotrof adalah jenis makhluk hidup yang dapat membuat zat organik sendiri sebagai makanannya. Berdasarkan caranya, dapat dibedakan menjadi:

a. Fotosintetik/fotoautotrof

Bakteri fotoautotrof adalah bakteri yang membuat makanannya dengan menggunakan energy cahaya (fotosintesis). Bakteri ini memiliki pigmen penangkap cahaya (bakteriopurpurin) yang berbeda. Contohnya, pada bakteri hijau disebut bakterioklorofil, di bakteri ungu disebut bakterioviridin, dan lainnya.

b. Khemosintetik/kemoautotrof

Bakteri kemoautotrof membuat makanannya menggunakan zat anorganik dari oksidasi senyawa kimia yang ada. Contohnya, bakteri belerang, bakteri besi, dan bakteri nitrit.

Kebutuhan Oksigen Bakteri

1. Bakteri aerob

Bakteri nitrit

Bakteri aerob adalah bakteri yang membutuhkan oksigen dalam proses respirasinya. Tanpa oksigen, bakteri ini tak bisa hidup. Contohnya adalah bakteri nitrit dan bakteri nitrat. Berikut proses energinya:

2NH3 + 3O2 2HNO2 + 2H2O + Energi

Bakteri nitrat

2HNO2 + O2 2HNO3 + Energi

2. Bakteri anaerob

Bakteri anaerob adalah kebalikan bakteri aerob, yaitu tidak memerlukan oksigen. Jika ada oksigen, bakteri ini mati. Contohnya adalah bakteri denitrifikasi, Clostridium tetani, dan Lactobacillus bulgaricus.

Reproduksi Bakteri

1. Vegetatif (aseksual)

Untuk reproduksi vegetatif, bakteri menggunakan cara pembelahan biner. Pembelahan biner adalah pembelahan langsung yang diawali dari pemanjangan sel lalu berubah menjadi dua bagian yang persis sama. Jumlah pembelahan berlangsung dalam kelipatan, seperti dua, empat, delapan, enam belas, dan seterusnya.

2. Generatif (seksual)

Perkembangbiakan generatif bakteri sering disebut paraseksual, karena reproduksinya melalui pili yang menjadi perantara. Reproduksi seksual bakteri terdiri dari tiga cara, yaitu:

a. Konjugasi

Konjugasi adalah berpindahnya materi genetik (DNA) satu sel ke sel lain. Perpindahan pada bakteri dilakukan melalui pili. Nantinya, akan terjadi rekombinasi gen karena penggabungan DNA. Setelah konjugasi, bakteri melakukan pembelahan biner kembali.

b. Transformasi

Transformasi terjadi saat bakteri mengalami lisis alami. Nantinya, bakteri yang mengalami lisis (donor) plasmidnya akan masuk ke bakteri lain. Saat itu akan terjadi penggabungan dan susunan genetiknya akan berubah. Hal ini disebut transformasi.

c. Transduksi

Transduksi menggunakan bakteriofage dari virus yang akan memasuki bakteri. Prosesnya dapat disamakan dengan lisogenik (lihat bagian virus).

Ganggang Hijau-Biru (Cyanophyta/Cyanobacteria)

Ganggang hijau-biru (cyanophyta) adalah salah satu monera yang menarik untuk dipelajari. Ganggang ini merupakan vegetasi perintis (tumbuhan yang ada sebelum tumbuhan lain ada). Cirinya adalah:

1. Kebanyakan uniseluler, namun sebagian multiseluler

2. Dapat berbentuk benang atau koloni

3. Prokariotik

4. Dinding sel terdiri dari selulosa dan pectin

5. Hidup di tempat sampah di air tawar yang cukup mendapat sinar matahari

6. Memiliki klorofil dan pigmen fikobilin yang membuatnya berwarna cyan. Walaupun begitu, aslinya Cyanophyta memiliki 4 pigmen, yaitu ditambah karoten, fikosianin dan fikoeritrin. Fikobilin adalah gabungan khusus yang terdiri dari fikosianin dan fikoeritrin.

Struktur Cyanophyta

1. Dinding Sel

Dinding sel adalah pelindung Cyanobacteria, sama seperti sel lainnya. DInding sel terdiri dari selulosa, hemiselulosa, dan pektin. Di luar dinding sel terdapat lendir yang berfungsi mencegah sel dari kekeringan dan membantu bergerak.

2. Membran Sel

Membran sel berguna sebagai pengatur keluar masuknya zat dari dalam sel. Secara umum sama dengan milik bakteri. Namun, terdapat lipatan ke dalam yang disebut membran tilakoid atau lamela fotosintetik. Membran ini mengandung klorofil, pengganti kloroplas pada sel biasa.

3. Sitoplasma

Sitoplasma adalah sistem koloid yang terdiri dari karbohidrat, protein, lemak, ribosom, mesosom, dan materi genetik (DNA). Secara umum, isinya sama dengan yang ada di sel biasa.

Reproduksi Cyanophyta

Reproduksi pada Cyanobacteria dilakukan secara vegetatif saja, yaitu dengan:

· Pembelahan Biner

Pembelahan biner seperti pada bakteri. Umumnya terjadi pada Cyanophyta uniseluler. Hasil pembelahan akan menjadi sel tunggal, lalu dapat membuat koloni baru. Contohnya adalah Gleocapsa sp.

· Fragmentasi

Fragmentasi umumnya terjadi pada Cyanophyta berbentuk benang. Fragmentasi terjadi saat benang ganggang terputus yang disebut hormogonium. Potongan benang itu dapat tumbuh menjadi benang baru. Contohnya adalah Oscollatoria sp. Selain itu, pada bagian atas terdapat sel kosong yang disebut heterosista. Heterosista digunakan untuk mengikat nitrogen dari udara. Contohnhya Nostoc commune dan Anabaena sp.

· Pembentukan Endospora

Beberapa diantara Cyanophyta dapat membentuk spora. Sel yang membentuk endospora disebut akinet. Akinet dapat tumbuh menjadi sel baru. Contohnya Nostoc commune.

Anggota Ganggang Hijau-Biru

· Bersel satu

a. Chroococcus, hidup di dasar kolam, pada cadas, atau pada tembok basah

b. Gloeocapsa, hidup menempel (epifit) pada tumbuhan atau batu-batuan

· Berkoloni

Polycystis berbentuk koloni yang bulat menyerupai bola atau agak tidak teratur

· Berbentuk benang (filamen)

a. Nostoc

Berbentuk koloni benang yang terdiri dari sel-sel bulat yang berlendir. Mirip seperti untaian kalung. Dapat mengikat nitrogen

b. Oscillatoria

Benang tebal yang dan tersusun dari sel berbentuk cawan. Ditemukan pada kolam dan danau. Apabila satu sel mati, maka sel di sampingnya akan menonjol dan membentuk sel konkaf. Apabila ada guncangan, sel konkaf ini putus.

c. Anabaena

Hampir menyerupai Nostoc. Namun, Anabaena hidup bersimbiosis pada akar tanaman, walau beberapa hidup di air tawar. Memiliki heterosista, jadi dapat mengikat nitrogen bebas.

d. Rivularia

Heterosistanya jauh lebih tebal daripada ujung lainnya yang setebal rambut sehingga dikatakan mirip cambuk. Heterokistanya dipakai sebagai alat reproduksi.