BAKTERI, KAPANG DAN KHAMIR

Macam-macam Reproduksi Bakteri

Macam-macam Reproduksi Bakteri- Bakteri dapat melakukan reproduksi dengan dua cara yakni reproduksi secara aseksual dan reproduksi secara seksual. Reproduksi bakteri secara seksual dibagi menjadi tiga jenis yaitu, reproduksi dengan transformasi, reproduksi dengan transduksi, dan reproduksi dengan konjugasi. Berikut uraian lengkap mengenai macam-macam reproduksi bakteri.

a. Reproduksi aseksual

Pada umumnya bakteri berkembang biak dengan pembelahan biner, artinya pembelahan terjadi secara langsung, dari satu sel membelah menjadi dua sel anakan. Masing-masing sel anakan akan membentuk dua sel anakan lagi, demikian seterusnya. Proses pembelahan biner diawali dengan proses replikasi DNA menjadi dua kopi DNA identik, diikuti pembelahan sitoplasma dan akhirnya terbentuk dinding pemisah di antara kedua sel anak bakteri. Perhatikan gambar skematik pembelahan biner sel bakteri dibawah!

b. Reproduksi seksual

Bakteri berbeda dengan eukariota dalam hal cara penggabungan DNA yang datang dari dua individu ke dalam satu sel. Pada eukariota, proses seksual secara meiosis dan fertilisasi mengkombinasi DNA dari dua individu ke dalam satu zigot. Akan tetapi, jenis kelamin yang ada pada ekuariota tidak terdapat pada prokariota. Meiosis dan fertilisasi tidak terjadi, sebaliknya ada proses lain yang akan mengumpulkan DNA bakteri yang datang dari individu-individu yang berbeda. Proses-proses ini adalah pembelahan transformasi, transduksi dan konjugasi.

1) Transformasi

Dalam konteks genetika bakteri, transformasi merupakan perubahan suatu genotipe sel bakteri dengan cara mengambil DNA asing dari lingkungan sekitarnya. Misalnya, pada bakteri Streptococcus pneumoniae yang tidak berbahaya dapat ditransformasi menjadi sel-sel penyebab pneumonia dengan cara mengambil DNA dari medium yang mengandung sel-sel strain patogenik yang mati. Transformasi ini terjadi ketika sel nonpatogenik hidup mengambil potongan DNA yang kebetulan mengandung alel untuk patogenisitas (gen untuk suatu lapisan sel yang melindungi bakteri dari sistem imun inang) alel asing tersebut kemudian dimasukkan ke dalam kromosom bakteri menggantikan alel aslinya untuk kondisi tanpa pelapis. Proses ini merupakan rekombinasi genetik – perputaran segmen DNA dengan cara pindah silang (crossing over). Sel yang ditransformasi ini sekarang memiliki satu kromosom yang mengandung DNA, yang berasal dari dua sel yang berbeda.

Gambar 4.6 Reproduksi bakteri dengan jalan transformasi

Bertahun-tahun setelah transformasi ditemukan pada kultur laboratorium, sebagian besar ahli biologi percaya bahwa proses tersebut terlalu jarang dan terlalu kebetulan, sehingga tidak mungkin memainkan peranan penting pada populasi bakteri di alam. Tetapi, para saintis sejak saat itu telah mempelajari bahwa banyak spesies bakteri dipermukaannya memiliki protein yang terspesialisasi untuk mengambil DNA dari larutan sekitarnya. Protein-protein ini secara spesifik hanya mengenali dan mentransfer DNA dari spesies bakteri yang masih dekat kekerabatannya. Tidak semua bakteri memiliki protein membran seperti ini. Seperti contohnya, E. Coli sepertinya sama sekali tidak memiliki mekanisme yang tersepesialisasi untuk menelan DNA asing. Walaupun demikian, menempatkan E. Coli di dalam medium kultur yang mengandung konsentrasi ion kalsium yang relatif tinggi secara artifisial akan merangsang sel-sel untuk menelan sebagian kecil DNA. Dalam bioteknologi, teknik ini diaplikasikan untuk memasukkan gen gen asing ke dalam E. Coli, gen-gen yang mengkode protein yang bermanfaat, seperti insulin manusia dan hormon pertumbuhan.

2) Transduksi

Pada proses transfer DNA yang disebut transduksi, faga membawa gen bakteri dari satu sel inang ke sel inang lainnya. Ada dua bentuk transduksi yaitu transduksi umum dan transduksi khusus. Keduanya dihasilkan dari penyimpangan pada siklus reproduktif faga.

Gambar 4.7 Reproduksi bakteri dengan jalan transduksi

Diakhir siklus litik faga, molekul asam nukleat virus dibungkus di dalam kapsid, dan faga lengkapnya dilepaskan ketika sel inang lisis. Kadangkala sebagian kecil dari DNA sel inang yang terdegradasi menggantikan genom faga. Virus seperti ini cacat karena tidak memiliki materi genetik sendiri. Walaupun demikian, setelah pelepasannya dari inang yang lisis, faga dapat menempel pada bakteri lain dan menginjeksikan bagian DNA bakteri yang didapatkan dari sel pertama. Beberapa DNA ini kemudian dapat menggantikan daerah homolog dari kromosom sel kedua. Kromosom sel ini sekarang memiliki kombinasi DNA yang berasal dari dua sel sehingga rekombinasi genetik telah terjadi. Jenis transduksi ini disebut dengan transduksi umum karena gen-gen bakteri ditransfer secara acak. Untuk transduksi khusus memerlukan infeksi oleh faga temperat, dalam siklus lisogenik genom faga temperat terintegrasi sebagai profaga ke dalam kromosom bakteri inang, di suatu tempat yang spesifik. Kemudian ketika genom faga dipisahkan dari kromosom, genom faga ini membawa serta bagian kecil dari DNA bakteri yang berdampingan dengan profaga. Ketika suatu virus yang membawa DNA bakteri seperti ini menginfeksi sel inang lain, gen-gen bakteri ikut terinjeksi bersama-sama dengan genom faga. Transduksi khusus hanya mentransfer gen-gen tertentu saja, yaitu gen-gen yang berada di dekat tempat profaga pada kromosom tersebut.

c. Konjugasi dan Plasmid

Konjugasi merupakan transfer langsung materi genetik antara dua sel bakteri yang berhubungan sementara. Proses ini, telah diteliti secara tuntas pada E. Coli. Transfer DNA adalah transfer satu arah, yaitu satu sel mendonasi (menyumbang) DNA, dan “pasangannya” menerima gen. Donor DNA, disebut sebagai “jantan”, menggunakan alat yang disebut piliseks untuk menempel pada resipien (penerima) DNA dan disebut sebagai “betina”. Kemudian sebuah jembatan sitoplasmik sementara akan terbentuk diantara kedua sel tersebut, menyediakan jalan untuk transfer DNA.

Plasmid adalah molekul DNA kecil, sirkular dan dapat bereplikasi sendiri, yang terpisah dari kromosom bakteri. Plasmid-plasmid tertentu, seperti plasmid f, dapat melakukan penggabungan reversibel ke dalam kromosom sel. Genom faga bereplikasi secara terpisah di dalam sitoplasma selama siklus litik, dan sebagai bagian integral dari kromosom inang selama siklus lisogenik. Plasmid hanya memiliki sedikit gen, dan gen-gen ini tidak diperlukan untuk pertahanan hidup dan reproduksi bakteri pada kondisi normal. Walaupun demikian, gen gen dari plasmid ini dapat memberikan keuntungan bagi bakteri yang hidup di lingkungan yang banyak tekanan. Contohnya, plasmid f mempermudah rekombinasi genetik, yang mungkin akan menguntungkan bila perubahan lingkungan tidak lagi mendukung strain yang ada di dalam populasi bakteri. Plasmid f , terdiri dari sekitar 25 gen, sebagian besar diperlukan untuk memproduksi piliseks. Ahli-ahli genetika menggunakan simbol f+ (dapat diwariskan). Plasmid f bereplikasi secara sinkron dengan DNA kromosom, dan pembelahan satu sel f+ biasanya menghasilkan dua keturunan yang semuanya merupakan f+. Sel-sel yang tidak memiliki faktor f diberi simbol f-, dan mereka berfungsi sebagai recipien DNA (“betina”) selama konjugasi. Kondisi f+ adalah kondisi yang “menular” dalam artian sel f+ dapat memindah sel f- menjadi sel f+ ketika kedua sel tersebut berkonjugasi. Plasmid f bereplikasi di dalam sel “jantan”, dan sebuah salinannya ditransfer ke sel “betina” melalui saluran konjugasi yang menghubungkan sel-sel tersebut. Pada perkawinan f+ dengan f- seperti ini, hanya sebuah plasmid f yang ditransfer. Gen-gen dari kromosom bakteri tersebut ditransfer selama konjugasi ketika faktor f dari donor sel tersebut terintegrasi ke dalam kromosomnya. Sel yang dilengkapi dengan faktor f dalam kromosomnya disebut sel Hfr ( high frequency of recombination atau rekombinasi frekuensi tinggi). Sel Hfr tetap berfungsi sebagai jantan selama konjugasi, mereplikasi DNA faktor f dan mentransfer salinannya ke f- pasangannya. Tetapi sekarang, faktor f ini mengambil salinan dari beberapa DNA kromosom bersamanya.

Gerakan acak bakteri biasanya mengganggu konjugasi sebelum salinan dari kromosom Hfr dapat seluruhnya dipindahkan ke sel f-. Untuk sementara waktu sel resipien menjadi diploid parsial atau sebagian, mengandung kromosomnya sendiri ditambah dengan DNA yang disalin dari sebagian kromosom donor. Rekombinasi dapat terjadi jika sebagian DNA yang baru diperoleh ini terletak berdampingan dengan daerah homolog dari kromosom F-, segmen DNA dapat dipertukarkan. Pembelahan biner pada sel ini dapat menghasilkan sebuah koloni bakteri rekombinan dengan gen-gen yang berasal dari dua sel yang berbeda, dimana satu dari strain-strain bakteri tersebut sebenarnya merupakan Hfr dan yang lainnya adalah F.

Gambar 4.8 Reproduksi bakteri dengan jalan konjugasi

Keterangan gambar 4.8

1. Sel bakteri Hfr bertemu dengan sel bakteri normal.

2. Terbentuk tabung konjugasi, lalu terjadi perpindahan DNA dan sel Hfr ke sel normal.

3. Terjadi rekombinasi DNA pada sel normal.

4. Kedua sel bakteri berpindah.

Pada tahun 1950-an, pakar-pakar kesehatan jepang mulai memperhatikan bahwa beberapa pasien rumah sakit yang menderita akibat disentri bakteri, yang menyebabkan diare parah, tidak memberikan respons terhadap antibiotik yang biasanya efektif untuk pengobatan infeksi jenis ini. Tampaknya, resistensi terhadap antibiotik ini perlahan-lahan telah berkembang pada strain-strain Shigella sp. tertentu, suatu bakteri patogen. Akhirnya, peneliti mulai mengidentifikasi gen-gen spesifik yang menimbulkan resistensi antibiotik pada Shigella dan bakteri patogenik lainnya. Beberapa gen gen tersebut, mengkode enzim yang secara spesifik menghancurkan beberapa antibiotik tertentu, seperti tetrasiklin atau ampisilin. Gen gen yang memberikan resistensi ternyata di bawa oleh plasmid.

Sekarang dikenal sebagai plasmid R (R untuk resistensi). Pemaparan suatu populasi bakteri dengan suatu antibiotik spesifik baik di dalam kultur laboratorium maupun di dalam organisme inang akan membunuh bakteri yang sensitif terhadap antibiotik, tetapi hal itu tidak terjadi pada bakteri yang memiliki plasmid R yang dapat mengatasi antibiotik. Teori seleksi alam memprediksi bahwa, pada keadaan-keadaan seperti ini, akan semakin banyak bakteri yang akan mewarisi gen-gen yang menyebabkan resistensi antibiotik. Konsekuensi medisnya pun terbaca, yaitu strain patogen yang resisten semakin lama semakin banyak, membuat pengobatan infeksi bakteri tertentu menjadi semakin sulit. Permasalahan tersebut diperparah oleh kenyataan bahwa plasmid R, seperti plasmid F, dapat berpindah dari satu sel bakteri ke sel bakteri lainnya melalui konjugasi.

REPRODUKSI KAPANG

Secara alamiah kapang berkembang biak dengan berbagai cara, baik aseksual dengan pembelahan, penguncupan, atau pembentukan spora. Dapat pula secara seksual dengan peleburan nukleus dari kedua induknya. Pada pembelahan, suatu sel membelah diri untuk membentuk dua sel anak yang serupa. Pada penguncupan suatu sel anak tumbuh dari penonjolan kecil pada sel inangnya (Waluyo, 2004).

Menurut Fardiaz (1992), secara aseksual spora kapang diproduksi dalam jumlah banyak, berukuran kecil dan ringan, serta tahan terhadap keadaan kering. Spora ini mudah beterbangan di udara, dan bila berada pada substrat yang cocok, maka spora tersebut tumbuh menjadi miselium baru.

Morfologi Kapang

SPORA ASEKSUAL YAITU:

1.      Konidiospora atau konidia, yaitu spora yang dibentuk di ujung atau di sisi suatu hifa.  Konidia kecil dan bersel satu disebut disebut mikrokonidia. Sedangkan konidia besar dan banyak disebut makrokonidia.

2.       Sporangiospora. Spora bersel satu, terbentuk di dalam kantung spora yang disebut sporangium di ujung hifa khusus yang disebut sporangiofora.

3.       Oidium atau arthrospora, spora bersel satu ini terjadi karena segmentasi pada ujung-ujung hifa.  Sel-sel tersebut selanjutnya membulat dan akhirnya melepaskan diri sebagai spora.

4.       Klamidospora, spora ini berdinding tebal, dan sangat resisten terhadap keadaan yang buruk yang terbentuk pada sel-sel hifa vegetatif.

5.       Blastospora, terbentuk dari tunas pada miselium yang kemudian tumbuh menjadi spora.  Juga terjadi pada pertunasan sel-sel khamir.(Ali, 2005).

Perkembangbiakan secara generatif atau seksual dilakukan dengan isogamet atauheterogamet. Pada beberapa spesies perbedaan morfologi antara jenis kelamin belum nampak sehingga semua disebut isogamet.  Tapi pada beberapa spesies mempunyai perbedaan gamet besar dan kecil sehingga disebut mikrogamet (sel kelamin jantan) danmakrogamet (sel kelamin betina). 

SPORA SEKSUAL YAITU:

1.      Askospora. Spora bersel satu terbentuk di dalam kantung yang disebut dengan askus. Biasanya terdapat 8 askospora di dalam setiap askus.

2.       Basidiospora. Spora bersel satu terbentuk gada yang dinamakan basidium.

3.       Zigospora. Spora besar dan berdinding tebal yang terbentuk apabila ujung-ujung dua hifa yang secara seksual serasi dinamakan gametangia.

4.       Oospora. Spora terbentuk di dalam struktur betina khusus yang disebut oogonium. Pembuahan telur atau oosfer oleh gamet jantan di anteridium menghasilkan oospora. Dalam setiap oogonium terdapat satu atau lebih oosfer.

3.      Sistem Reproduksi Khamir

Reproduksi dengan cara pertunasan, pembelahan, pembelahan tunas dan pembentukan spora aseksual dinamakan reproduksi vegetatif sedangkan pembentukan spora seksual disebut dengan reproduksi seksual.

·         Pertunasan Sel

Pertunasan merupakan cara reproduksi paling umum dilakukan oleh khamir. Proses pertunasan dimulai melalui suatu saluran yang terbentuk dari vakuola di dekat nukleus menuju dinding sel yang terdekat dengan vakuola. Karena adanya penipisan dinding sel, maka protoplasma akan menonjol keluar kemudian membesar dan terisi komponen-komponen nukleus dan sitoplasma dari inangnya melalui saluran yang terbentu tersebut. Tunas terus tumbuh dan membentuk dinding sel baru dan juka ukuran tunas sudah hampir sama besar dengan inangnya, komponen inti akan terpisah menjadi dua.

·         Pembelahan Sel

Pembelahan sel atau pembelahan binner, mula-mula sel khamir membengkak atau memanjang, kemudian nukleus terbagi menjadi dua dan terbentuk septa atau dinding penyekat tanpa mengubah dinding sel. Setelah nukleus terbagi menjadi dua, septa terbagi menjadi dua dinding dan kedua sel melepaskan diri satu sama lain.

·         Pembelahan Tunas

Reproduksi vegetatif dengan cara membelah tunas, yakni gabungan antara pertunasan dengan pembelahan. Mula-mula terbentuk tunas, tetapi tempat melekatnya tunas pada induk sel relatif besar, kemudian terbentuk septa yang memisahkan tunas dari induknya.

·         Pembentukan Spora Aseksual

Terjadi melalui pembentukan spora dibedakan atas beberapa macam yaitu: 1) Blastospora membentuk kumpulan tunas menempel pada sel yang memanjang, 2) Balliospora, tumbuh pada ujung sel yang meruncing satu demi satu dilepaskan dengan tekanan, 3) Khlamidospora, bentuk spora istirahat yang mempunyai dinding sel tebal.

·         Pembentukan Spora Seksual

Spora seksual terdiri dari basidiospora dan askospora. Khamir dibedakan atas dua kelompok berdasarkan jumlah kromosom di dalam inti sel yakni 1) khamir diploid dan 2) khamir haploid. Inti sel pada khamir diploid terbentuk dari pengabungan inti dua sel haploid atau dua askospora, karena itu mengandung kromoson 2n.

Cara Bakteri Mendapatkan Makanan – Dalam mendapatkan makanannya, Bakteri dibagi menjadi empat kelompok. Keempat kelompok tersebut adalah Bakteri fotoautotrof, Bakteri fotoheterotrof, Bakteri kemoautotrof, dan Bakteri kemoheterotrof. Bagaimanakah perbedaan keempatnya?

a) Bakteri fotoautotrof.

Bakteri ini mendapatkan makanannya melalui fotosintesis dan mendapatkan sumber karbon dari CO₂. Cyanobacteria (alga hijau-biru) merupakan bakteri fotoautotrof yang paling umum. Cyanobacteria ada yang berupa uniselular dan ada pula yang berupa multiselular. Cyanobacteria multiselular biasanya berbentuk benang atau filamen. Cyanobacteria memiliki klorofil yang tersebar di dalam plasma sel dan juga memiliki karotenoid yang mengandung pigmen fikobilin. Pigmen ini merupakan gabungan antara pigmen fikoeritrin (warna merah) dan fikosianin (warna biru). Fikosianin pada umumnya dominan sehingga alga ini berwarna biru laut. Walaupun demikian, Cyanobacteria dapat pula berwarna merah, kuning, cokelat, ataupun hitam. Cyanobacteria terdapat di mana-mana, di tempat yang sangat dingin (kutub) sampai di tempat yang sangat panas seperti di perairan panas yang bersuhu kurang lebih 85°C, serta di kolam-kolam yang terpolusi. Cyanobacteria sangat mudah ditemukan di perairan air tawar, di tanah, dan di permukaan yang lembap. Cyanobacteria ada yang hidup bersimbiosis dan ada pula yang hidup sendiri (soliter). Cyanobacteria dapat bersimbiosis dengan lumut hati, paku, bahkan dengan invertebrata, seperti Amoeba, Protozoa, Diatom, dan Mollusca. Simbiosis yang spesifik antara Cyanobacteria dan jamur membentuk formasi yang disebut Lichenes (lumut kerak) yang dapat hidup di bebatuan. Lichenes berperan dalam pembentukan tanah atau sebagai organisme perintis.

Contoh Bakteri fotoautotrof, adalah (a) Nostoc dan (b) Rivularia.

Perkembangbiakan Cyanobacteria dapat terjadi melalui proses membelah diri, fragmentasi, dan heterokista. Pembelahan heterokista mirip dengan fragmentasi. Akan tetapi, terdapat sel yang bagian dindingnya menebal sehingga tampak lebih besar yang disebut heterokista. Bagian inilah yang nantinya melepaskan diri untuk menjadi individu baru. Contoh Cyanobacteria adalah Anabaena, Nostoc, Gleocapsa, Oscilatoria, dan Rivularia.

b) Bakteri Fotoheterotrof

Bakteri ini dapat menggunakan cahaya untuk menghasilkan ATP, namun harus mendapatkan sumber karbon dalam bentuk senyawa organik. Cara mendapatkan makanan seperti ini sangat jarang dan terbatas pada beberapa bakteri. Contohnya pada bakteri ungu nonsulfur (Rhodospirillum rubrum).

c) Bakteri kemoautotrof

Bakteri ini mendapatkan karbon dari karbon dioksida (CO₂). Sumber energi diperoleh dari hasil oksidasi senyawa anorganik. Banyak bakteri kelompok ini memengaruhi siklus nitrogen. Bakteri ini membantu pembentukan asam amino dan protein. Bakteri nitrifikasi membantu tanaman mengikat nitrat sebagai sumber nitrogen. Contoh bakteri ini adalah Nitrobacter dan Thiobacillus. Perhatikan Gambar

Contoh Bakteri kemoautotrof, adalah (a) Nitrobacter dan (b) Thiobacillus.

d) Bakteri kemoheterotrof

Pada umumnya, bakteri bersifat kemoheterotrof dan banyak yang berguna bagi kehidupan. Untuk memperoleh energi dan karbon, bakteri ini harus mengonsumsi molekul organik. Sebagian besar spesies dari bakteri ini merupakan dekomposer (pengurai). Enzim yang dikeluarkan akan memecah komponen organik, bahkan dapat menghasilkan sejenis pestisida di tanah, seperti yang dihasilkan oleh Pseudomonas. Manusia juga menggunakan Lactobacillus untuk membuat acar mentimun, keju, dan yoghurt. Eschericia coli merupakan bakteri dalam usus, yang memproduksi vitamin K dan zat yang berguna dalam mencerna lemak. Aktivitasnya mencegah bakteri patogen untuk membentuk koloni dalam usus.

4) Klasifikasi Bakteri

Bakteri diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok. Menurut Campbell (1998: 511), Bakteri dibagi menjadi lima kelompok. Lima kelompok tersebut, yaitu Proteobacteria, bakteri gram-positif, Cyanobacteria, Spirochetes, dan Chlamydias.

a) Proteobacteria

Proteobacteria dibedakan menjadi tiga kelompok, yakni bakteri ungu, Proteobacteria kemoautotrof, dan Proteobacteria kemoheterotrof. Perhatikanlah Gambar

Contoh spesies dari kelompok Proteobacteria adalah (a) Chromatium, (b) Rhizobium, dan (c) Salmonella.

(1) Bakteri ungu

Bakteri ungu bersifat kemautotrof. Bakteri ini memiliki bakteriokloroplas yang berfungsi dalam fotosintesis. Pada umumnya, bakteri ini termasuk bakteri obligat anaerob, artinya bakteri ini hanya dapat tumbuh dan berkembang jika tidak ada oksigen. Contoh bakteri ungu adalah Chromatium.

(2) Proteobacteria kemoautotrof

Bakteri ini ada yang hidup bebas dan bersimbiosis. Beberapa di antaranya memengaruhi siklus nitrogen dalam sebuah ekosistem. Contohnya, Rhizobium yang hidup bersimbiosis pada akar tumbuhan. Dari simbiosis ini, tumbuhan akan mendapatkan nutrisi yang cukup dari hasil siklus nitrogen.

(3) Proteobacteria kemoheterotrof

Bakteri ini hidup di dalam organisme lain, contohnya di dalam usus hewan. Bakteri ini memiliki bentuk batang. Beberapa proteobacteria kemoheterotrof merupakan bakteri fakultatif anaerob (dapat hidup, baik tidak ada oksigen maupun ada oksigen). Bakteri ini ada yang berbahaya dan ada pula yang tidak berbahaya. Contoh bakteri yang berbahaya adalah Salmonella yang dapat menyebabkan keracunan makanan.

b) Bakteri gram-positif

Bakteri gram-positif memiliki dinding sel dengan lapisan yang tersusun atas protein dan senyawa polisakarida, yakni petidoglikan. Beberapa anggotanya dapat berfotosintesis dan sebagiannya lagi ada yang bersifat kemoheterotrof. Bakteri gram-positif memiliki endospora. Contoh speciesnya adalah Bacillus dan Vibrio cholerae.

Bacillus merupakan contoh spesies bakteri gram-positif.

c) Bakteri Cyanobacteria

Bakteri ini memiliki ciri, yakni bersifat fotoautotrof (mampu menyintesis sumber makanannya melalui fotosintesis) karena anggota Cyanobacteria memiliki klorofil. Sebagian besar anggotanya hidup di air tawar. Selain di air tawar, Cyanobacteria juga ada yang hidup di air laut dan bersimbiosis dengan jamur. Ciri lainnya adalah dinding sel yang tersusun atas gelatin, tidak memiliki flagel, bergerak dengan meluncur, dan hidup berkoloni. Contohnya adalah Anabaena dan Gleocapsa.

(a) Anabaena dan (b) Gleocapsa memiliki klorofil untuk berfotosintesis.

d) Bakteri Spirochetes

Bakteri Spirochetes memiliki bentuk sel heliks dan memiliki panjang sampai 0,25 mm. Bakteri ini memiliki flagela internal berbentuk filamen yang berfungsi sebagai alat gerak. Spirochetes bersifat kemoheterotrof. Spirochetes ada yang hidup bebas dan ada pula yang bersifat patogen (menyebabkan penyakit). Contoh Spirochetes, adalah Treponema pallidum

e) Bakteri Chlamydias

Chlamydias hidup sebagai parasit. Keperluan energi untuk aktivitasnya diperoleh dari inangnya. Bakteri ini merupakan patogen beberapa penyakit. Contohnya adalah Chlamydias trachomatis

Chlamydias trachomatis merupakan contoh spesies dari kelompokChlamydias.

Kondisi Pertumbuhan

¨             Meskipun berbagai spesies khamir berbeda-beda dalam sifat fisologinya, tetapi khamir yang penting dalam industri pada umumnya mempunyai sifat-sifat fisiologi yang umum. 

¨  Kebanyakan khamir tumbuh paling baik pada kondisi dengan persediaan air cukup.

¨   Tetapi karena khamir dapat tumbuh pada medium dengan konsentrasi solut (gula atau garam) lebih tinggi daripada bakteri, dapat disimpulkan bahwa khamir membutuhkan air untuk pertumbuhan lebih kecil dibandingkan kebanyakan bakteri.

¨  Batas aktivitas air terendah untuk pertumbuhan khamir berkisar antara 0,88-0,94, misalnya untuk khamir bir adalah 0,94, untuk khamir yang ditemukan pada susu kental adalah 0,90, sedangkan untuk khamir roti adalah 0,905.  Banyak khamir bersifat osmofilik, yaitu dapat tumbuh pada medium dengan aktivitas air relatif rendah, yaitu sampai 0,62-0,65 pada sirup, meskipun beberapa khamir osmofilik tidak dapat tumbuh pada aktivitas air sekitar 0.78 dalam larutan garam maupun sirup.  Masing-masing khamir mempunyai batas aktivitas air minimal dan kisaran aktivitas air untuk pertum- buhan berbeda-beda, yaitu dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti kandungan nutrien substrat, pH, suhu, tersedianya oksigen, ada tidaknya senyawa penghambat, dan  sebagainya.

¨  Kisaran suhu untuk pertumbuhan kebanyakan khamir pada umumnya hampir sama dengan kapang, yaitu dengan suhu optimum 25-30 ⁰C dan suhu maksimum 35-47^oC. 

¨  Beberapa khamir dapat tumbuh pada suhu 0 ^oC atau kurang.

¨  Kebanyakan khamir lebih menyukai tumbuh pada keadaan asam, yaitu pada pH 4-4,5, dan tidak dapat tumbuh dengan baik pada medium alkali, kecuali jika telah beradaptasi.  Khamir tumbuh baik pada kondisi aerobik, tetapi yang bersifat fermentasi dapat tumbuh secara anaerobik meskipun lambat

Selain ketersediaan nutrisi, bakteri juga memerlukan kondisi lingkungan yang memungkinkan untuk tumbuh optimum. Kondisi lingkungan sangat memengaruhi aktivitas dan pertumbuhan bakteri. Berikut ini dijelaskan beberapa faktor yang memengaruhi pertumbuhan bakteri.

a. Oksigen

Reaksi biokimiawi dalam proses metabolisme memerlukan energi yang dihasilkan melalui respirasi. Dalam respirasi, ada bakteri yang memerlukan oksigen dan ada pula yang tidak memerlukan oksigen. Berdasarkan kebutuhan terhadap oksigen, bakteri dibedakan menjadi tiga kelompok.

1) Bakteri aerob obligat

Bakteri aerob obligat memerlukan oksigen bebas dalam proses respirasi. Bakteri ini hanya dapat tumbuh di tempat yang cukup tersedia oksigen. Oksigen diperlukan untuk memecah bahan organik (zat makanan) sehingga diperoleh energi. Bakteri jenis ini menyukai tempat hidup yang dapat berhubungan dengan udara bebas. Contohnya adalah Bacillus substilis, Pseudomonas aeruginosa, Mycobacterium tuberculosis, dan Thiobacillus ferooxidans.

2) Bakteri anaerob obligat

Bakteri anaerob obligat tidak memerlukan oksigen bebas untuk melangsungkan proses respirasi. Bakteri ini hanya dapat tumbuh di tempat yang tidak mengandung oksigen bebas. Untuk respirasinya, bakteri jenis ini mempunyai enzim tertentu yang spesifik guna memecah bahan organik (menghasilkan energi) dalam keadaan anarob. Contoh bakteri anaerob obligat adalah Clostridium tetani, Methanobacterium, dan Bacteroides.

3) Bakteri anaerob fakultatif

Bakteri anaerob fakultatif dapat tumbuh dengan baik pada lingkungan dengan konsentrasi oksigen yang rendah. Oksigen tidak diperlukan dalam pembentukan energi, tetapi dapat memacu proses metabolisme, sehingga keberadaan sedikit oksigen mengakibatkan proses respirasi lebih efisien dibandingkan keadaan anaerob. Contohnya adalah Streptococcus pneumoniae, Escherichia coli, dan Staphylococcus aureus.

b. Suhu

Laju pertumbuhan bergantung pada reaksi biokimiawi dan reaksi ini dipengaruhi oleh suhu. Dengan demikian pola pertumbuhan bakteri dipengaruhi oleh suhu. Suhu optimum yang dikehendaki bakteri untuk pertumbuhan berbeda-beda. Suhu optimum merupakan suhu yang paling baik/sesuai untuk kehidupan suatu jenis bakteri.

Berdasarkan suhu optimumnya, bakteri dibedakan menjadi tiga kelompok.

1) Bakteri psikrofil, dapat tumbuh pada suhu 0° – 30°C dengan suhu optimum 15°C. Contoh bakteri psikrofil adalah Pseudomonas, Flavobacterium, Achromobacter, dan Alcaligenes.

2) Bakteri mesofil, dapat tumbuh pada suhu 25° – 37°C dengan suhu optimum 32°C. Umumnya bakteri jenis ini hidup di dalam alat pencernaan. Beberapa jenis bakteri bahkan dapat hidup dengan baik pada suhu sekitar 40°C. Semua jenis bakteri yang bersifat patogen pada hewan merupakan bakteri mesofil.

3) Bakteri termofil, dapat tumbuh pada daerah yang suhunya tinggi, lebih dari 40°C. Temperatur optimumnya antara 55 – 60°C. Bakteri ini dijumpai pada sumber-sumber air panas, kawah gunung berapi, geiser, dan sebagainya. Contoh bakteri termofil adalah Thermus aquaticus, Sulfolobus acidocaldarius, dan Chloroflexus.

c. Kelembapan

Bakteri dapat tumbuh dengan baik pada lingkungan yang lembap. Jika keadaan lingkungan menjadi kering, kegiatan metabolismenya terhenti. Dalam keadaan ini bakteri akan membentuk spora yang dapat bertahan hidup dalam jangka waktu yang lama.

d. Tekanan Osmosis

Sel bakteri mempunyai tekanan osmosis tertentu, sehingga menghendaki lingkungan yang tekanan osmosisnya sama dengan tekanan osmosis sel (isotonis). Jika sel bakteri berada pada lingkungan yang hipertonis (misalnya dalam larutan gula/garam yang pekat) pertumbuhannya akan terhambat karena dapat menyebabkan plasmolisis, yaitu terlepasnya membran sel dari dinding sel.

Namun demikian beberapa jenis bakteri diketahui dapat menyesuaikan diri terhadap kadar garam atau kadar gula yang tinggi. Bakteri yang dapat hidup di lingkungan yang berkadar garam tinggi disebut bakteri halofil, misalnya Halobacterium.

e. Derajat Keasaman/pH

Setiap jenis bakteri menghendaki pH tertentu untuk dapat tumbuh optimum. Hal ini berkaitan dengan batas pH bagi kerja enzim. Derajat keasaman di luar batas nilai optimum menyebabkan kerusakan pada enzim, sehingga metabolisme sel terganggu.

Beberapa jenis bakteri dapat hidup dengan baik pada pH tinggi (lingkungan bersifat basa) maupun pada pH rendah (lingkungan bersifat asam), namun kebanyakan bakteri memerlukan pH antara 6,5 – 7,5. Thiobacillus ferrooxidans dapat tumbuh dengan baik pada pH 1,3.

f. Radiasi

Pada umumnya radiasi cahaya menyebabkan kerusakan pada bakteri nonfotosintetik. Cahaya dengan panjang gelombang yang pendek jika dipaparkan pada bakteri akan menyebabkan ionisasi komponen sel yang dapat berakibat pada kematian. Oleh karena itu energi radiasi dari sinar X, sinar gamma, dan sinar ultraviolet banyak digunakan untuk sterilisasi bahan makanan.

g. Senyawa Kimia

Beberapa bahan kimia seperti antibiotik dan desinfektan dapat merusak dan mematikan sel bakteri, sehingga keberadaan bahan kimia dapat menghambat pertumbuhan bakteri.

KLASIFIKASI BAKTERI

a. Penggolongan bakteri Berdasarkan bentuk tubuhnya
            1) bakteri Kokus (bulat)
                        a) Streptokokus, misalnya Streptococcus pyrogenes, S.thermophillus, S.lactis.
                        b) Stafilokokus, misalnya Staphylococcus aureus.
                        c) Diplokokus, misalnya Diplococcus pnemoniae      

            2) bakteri Basil (batang)      
                        a) Basilus, misalnya Eschericcia coli, Salmonella thypi, Lactobacillus.
                        b) Streptobasil, misalnya Azotobacter, Bacillus anthracis.

            3) bakteri Vibrio (koma)
                        Vibrio, misalnya Vibrio cholerae.

            4) bakteri Spirillum (spiral)
                        Spirillum, misalnya Treponema pallidum.

b. Klasifikasi bakteri berdasarkan kedudukan flagela pada selnya
            1) Monotrik
                        Monotrik, berflagel satu pada salah satu ujung.

                                   

                                   

            2) Amfitrik
                        Amfitrik, flagel masing-masing satu pada kedua ujung.

3) Lofotrik
            Lofotrik, berflagel banyak di satu ujung.

            4) Peritrik
                        Peritrik, berflagel banyak pada semua sisi tubuh.

c. Klasifikasi bakteri berdasarkan pewarnaan Gram (Gram strain)
            1) Bakteri gram-positif
                        Bakteri gram-positif, dinding sel lebih sederhana, banyak mengandung  

                        peptidoglikan. Misalnya Micrococcus, Staphylococcus,

                        Leuconostoc, Pediococcus dan Aerococcus.

            2) Bakteri gram-negatif
                        Bakteri gram-negatif, dinding sel lebih kompleks, peptidoglikan lebih sedikit.

Misalnya Escherichia, Citrobacter, Salmonella, Shigella, Enterobacter, Vibrio,

Aeromonas, Photobacterium, Chromabacterium, Flavobacterium.

d. Klasifikasi bakteri berdasarkan kebutuhan oksigen
            1) Bakteri aerob
                        Bakteri aerob, bakteri yang membutuhkan oksigen bebas untuk

                        mendapatkan energi, misalnya Nitrosomonas, Nitrobacter,

                        Nitrosococcus.

            2) Bakteri anaerob
                        Bakteri anaerob, tidak membutuhkan oksigen bebas untuk mendapatkan

energi, misalnya Micrococcus denitrificans.

e. Klasifikasi bakteri berdasarkan cara memperoleh makanan (bahan organik)
            1) Autotrop
                        Autotrop, menyusun makanan sendiri dari bahan-bahan anorganik. Bakteri

autotrop, berdasarkan sumber energinya dibedakan atas: fotoautotrop

(sumber energi dari cahaya) dan kemoautotrop (sumber energi dari hasil

reaksi kimia).

            2) Heterotrop
                        Heterotrop, tidak menyusun makanan sendiri, memanfaatkan bahan organic

jadi yang berasal dari organisme lain. Termasuk bakteri heterotrop adalah

bakteri saprofit, yaitu bakteri yang mendapat makanan dengan menguraikan sisa-sisa organisme

KLASIFIKASI KAPANG

Berdasarkan ada tidaknya septa dibedakan beberapa kelas yaitu :

1. Kapang tidak bersepta

a. Kelas Oomycetes (spora seksual disebut oospora) terdiri dari ordo saprolegniales (spesies Saprolegnia) dan ordo Peronosporales (spesies Pythium).

b. Kelas Zygomycetes (spora seksual zigospora) terdiri dari ordo Mucorales (spora aseksual adalah sporangiospora) seperti : Mucor mucedo, Zygorrhynchus, Rhizopus, Absidia dan Thamnidium.

2. Kapang bersepta

a. Kelas fungi tidak sempurna (imperfecti) tidak mempunyai spora seksual

1). Ordo Moniales

a). Famili Monialiaceae : Aspergillus, Penicillium, Trichothecium, Geotrichum,

Neurospora, Sporatrichum, Botrytis, Cephalosporium, Trichoderma, Scopulariopsis, Pullularia.

b). Famili Dematiceae : Cladosporium, Helminthosporium, Alternaria, Stempylium.

c). Famili Tuberculariaceae : Fusarium

d). Famili Cryptococcaceae (fungsi seperti khusus atau false yeast) : Candida (khamir), Cryptococcus

e). Famili Rhodotorulacee : Rhodotorula (khamir)

2). Ordo Melanconiales : Colletotrichum, Gleosporium, Pestalozzia.

3). Ordo Sphaeropsidales (konidia berbentuk botol, dinamakan piknidia) : Phoma, Dlipodia.

b. Kelas Ascomycetes. Spora seksual adalah askospora, sperti : jenis Endomyces, Monascus, Sclerotinia. Yang termasuk dalam fungi imperfecti : Neurospora, Eurotium (tahap seksual dari Aspergillus), dan Penicillium.

KLASIFIKASI KHAMIR

Khamir adalah bentuk sel tunggal dengan pembelahan secara pertunasan. Khamir mempunyai sel yang lebih besar daripada kebanyakan bakteri, tetapi khamir yang paling kecil tidak sebesar bakteri yang terbesar.khamir sangat beragam ukurannya,berkisar antara 1-5 μm lebarnya dan panjangnya dari 5-30 μm atau lebih.Biasanya berbentuk telur,tetapi beberapa ada yang memanjang atau berbentuk bola. Setiap spesies mempunyai bentuk yang khas, namun sekalipun dalam biakan murni terdapat variasi yang luas dalam hal ukuran dan bentuk.Sel-sel individu, tergantung kepada umur dan lingkungannya. Khamir tidak dilengkapi
flagellum atau organ-organ penggerak lainnya.
1). Khamir Murni
            Adalah khamir yang dapat berkembang biak dengan cara seksual dengan pembentukan askospora khamir ini diklasifikasikan sebagai Ascomycetes (Saccharomyces cerevisae, Saccharomyces carlbergesis, Hansenula anomala, Nadsonia sp).
2).Khamir Liar
            Adalah khamir murni yang biasanya terdapat pada kulitanggur. Khamir ini mungkin digunakan dalam proses fermentasi, meskipun galur yang diperbaiki telah dikembangkan yang menghasilkan anggur dengan rasa yang lebih enak dengan bau yang lebih menyenangkan. Khamir liar yang ada dikulit anggur dimatikan dengan penambahan dioksida belerang pada buah anggur yang telah dihancurkan. Inokulum galur khamir yang dikehendaki ditambahkan kemudian untuk memfermentasi air perasan anggur.
3). Khamir Atas
            Adalah khamir murni yang cenderung memproduksi gas sangat cepat sewaktu fermentasi,sehingga khamir itu dibawa kepermukaan. Khamir atas mencakup khamir yang digunakan dalam pembuatan roti,untuk kebanyakan anggur minuman dan bir inggris (Saccharomyces cereviceae).
4). Khamir Dasar
            Adalah khamir murni yang memproduksi gas secara lebih lamban pada bagian awal fermentasi. Jadi sel khamir cenderung untuk menetap pada dasar. Galur terpilih digunakan dalam industri bir lager (Saccharomyces carlsbergensis).
5). Khamir Palsu atau Torulae
            Adalah khamir yang didalamnya tidak terdapat atau dikenal tahap pembentukan spora seksual. Banyak diantaranya yang penting dari segi
medis (Cryptococcus neoformans, Pityrosporum ovale, Candida albicans).