FISIOLOGI
BAKTERI
OLEH:
1.
DINA
FITRI ASTUTI (A101.19.008)
2.
SYAFIRA
INDRA R (A101.19.028)
AKADEMI
ANALIS KESEHATAN NASIONAL SURAKARTA
2015/2016
A.
PENGERTIAN BAKTERI
Bakteri
adalah makhluk hidup terkecil bersel tunggal, terdapat dimana-mana, dapat
berkembang biak dengan kecepatan luar biasa dengan cara membelah diri, ada yang
berbahaya dan ada yang tidak, sera dapat menyebabkan peragian pembusukan, dan
penyakit. Bakteri merupakan makhluk
hidup golongan monera (monera yaitu
kelompok makhluk hidup dengan sel prokariotik tunggal dan tidak mempunyai
membran inti sel)
B. PENGERTIAN
FISIOLOGI
Cabang
biologi yang berkaitan dengan fungsi dan kegiatan kehidupan atau zat hidup (organ,
jaringan, atau sel); ilmu faal
C. FISIOLOGI
BAKTERI
Cabang
ilmu biologi yang mempelajari tentang fungsi, dan kegiatan kehiduan atau zat
hidup dari suatu bakteri
D.
CARA
BAKTERI MEMPERTAHANKAN HIDUPNYA
1.
SUHU
Suhu berperan penting dalam mengatur
jalannya reaksi metabolisme bagi semua makhluk hidup.
Khususnya bagi bakteri, suhu lingkungan yang berada lebih tinggi dari suhu yang
dapat ditoleransi akan menyebabkan denaturasi protein dan komponen sel esensial lainnya sehingga sel akan
mati. Demikian pula bila suhu lingkungannya berada di bawah batas toleransi,
membran sitoplasma tidak akan berwujud cair sehingga
transportasi nutrisi akan terhambat dan proses
kehidupan sel akan terhenti. Bakteri merupakan kelompok organisme yang sangat
beragam, baik dari segi metabolisme maupun morfologi tubuh.Beberapa kelompok
mikroorganisme ini mampu hidup di lingkungan yang tidak memungkinkan organisme
lain untuk hidup.Kondisi lingkungan yang ekstrim ini menuntut adanya toleransi,
mekanisme metabolisme, dan daya tahan sel yang unik.
Sebagai contoh, Thermus aquatiqus merupakan
salah satu jenis bakteri yang hidup pada sumber air panas dengan kisaran suhu
60-80 oC.Organisme yang mampu hidup di lingkungan dengan suhu
tinggi ini termasuk dalam golongan termofilik.Kemampuan bakteri ini untuk bertahan pada suhu tinggi
disebabkan oleh stabilitas enzim, membran
sel, dan makromolekul sel
yang telah teradaptasi.Enzim yang dimiliki oleh bakteri kelompok termofilik
memiliki komposisi asam amino yang berbeda dengan bakteri pada umumnya.Di
samping itu, protein yang terdapat
sel memiliki ikatan hidrofobikdan ikatan
ionik yang sangat kuat. Komposisi membran selnya
didominasi oleh asam lemak jenuh
sehingga bersifat lebih stabil dan fungsional pada suhu tinggi.Hal ini
disebabkan oleh kuatnya ikatan hidrofobik pada rantai asam lemak jenuh bila
dibandingan dengan asam lemak tak jenuh.Terdapat beberapa jenis enzim yang
banyak digunakan di industri yang diperoleh dari kelompok organisme termofilik,seperti amilase, pullulanase, selulase, xilanase, kitinase, proteinase,esterase, dan alkohol dehidrogenase. Selain bakteri Thermus
aquatiqus juga terdapat bakteri lain yang dapat hidup disuhu tinggi yaitu
genus dari Bacillus karena
mampu membentuk spora (endospora). Endospora genus Bacillus memunculkan dugaan bahwa Bacillus termasuk salah satu kelompok mikroorganisme
sel purba, karena sebarannya amat luas di muka bumi dan ada beberapa jenis Bacillus yang dapat tumbuh baik pada suhu
tinggi.Habitatnya yang luas kemungkinkan genus ini mudah ditemukan baik di
udara, air maupun ditanah.
Tidak hanya di lingkungan bersuhu tinggi, bakteri juga dapat ditemukan pada
lingkungan dengan suhu yang sangat dingin.Pseudomonas
extremaustralis ditemukan pada Antartika dengan suhu di bawah 0 oC.Bakteri
ini bersifat motil dan hidup membentuk struktur biofilm yang membantunya dalam menghadapi kondisi ekstrim.Contoh
bakteri lainnya yang dapat hidup di suhu rendah adalah Carnobacterium.Kelompok bakteri yang mampu
hidup di lingkungan bertemperatur rendah termasuk dalam golongan psikrofilik.Kemampuan bakteri ini untuk bertahan
pada kondisi temperatur rendah cukup bertolak belakang dengan kelompok bakteri
termofilik.Enzim yang disintesis memiliki
struktur α-heliks yang lebih banyak bila dibandingkan dengan struktur β-sheet.
Struktur α-heliks yang lebih fleksibel menyebabkan enzim tetap dapat bekerja
walaupun pada suhu yang rendah.Di samping itu, enzim bakteri psikrofilik harus
lebih bersifat polar dan hanya
mengandung sedikit asam amino yang
bersifat hidrofobik. Selain enzim
dan protein yang teradaptasi, membran sitoplasma kelompok bakteri ini juga
telah mengalami penyesuaian dengan mengandung lebih banyak asam amino tidak
jenuh.
2.
Kelembaban Dan Pengaruh Kebasahan Serta Kekeringan
Mikroba
mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya untuk pertumbuhan ragi dan
bakteri diperlukan kelembaban yang tingbgi diatas 85%, sedangkan untuk jamur
diperlukan kelembaban yang rendah dibawah 80%. Banyak mikroba yang tahan hidup
di dalam keadaan kering untuk waktu yang lama, seperti dalam bentuk spora,
konidia, artospora, klamidospora dan kista.
Setiap
mikroba memerlukan kandungan air bebas tertentu untuk hidupnya, biasanya diukur
dengan parameter aw (water
activity) atau kelembaban relative. Mikroba umumnya dapat tumbuh pada aw
0,998-0,6. Bakteri umumnya memerlukan aw 0,90-0,999. Mikroba yang
osmotoleran dapat hidup pada aw terendah (0,6) misalnya khamir Saccharomyces
rouxii, Aspergillus glaucus dan jamur
benang lain dapat tumbuh pada aw 0,8. Bakteri umumnya memerlukan aw
atau kelembaban tinggi lebih dari 0,98, tetapi bakteri halofil hanya memerlukan
aw 0,75. Mikroba yang tahan kekeringan adalah yang dapat membentuk
spora, konidia, atau dapat membentuk kista. Tabel berikut ini memuat daftar aw
yang diperlukan oleh beberapa jenis bakteri dan jamur:
|
Nilai aw
|
Bakteri
|
Jamur
|
|
1,00
|
Caulobacter
Spirillum
|
–
|
|
0,90
|
Lactobacilus
Bacillus
|
Fusarium
Mucor
|
|
0,85
|
Staphylococcus
|
Debaromyces
|
|
0,80
|
–
|
Penicillium
|
|
0,75
|
Halobacterium
|
Aspergillus
|
|
0,60
|
–
|
Xeromyces
|
Bakteri sebenarnya
mahluk yang suka akan keadaan basah, bahkan dapat hidup di dalam air. Hanya di
dalam air yang tertutup mereka tak dapat hidup subur; hal ini di sebabkan
karena kurangnya udara bagi mereka. Tanah yang cukup basah baiklah bagi
kehidupan bakteri. Banyak bakteri menemui ajalnya, jika kena udara
kering. Meningococcus, yaitu
bakteri yang menyebabkan meningitis, itu mati dalam waktu kurang daripada satu
jam, jika digesekkan di atas kaca obyek. Sebaliknya,spora-spora bakteri dapat
bertahan beberapa tahun dalam keadaan kering.
Pada proses
pengeringan, air akan menguap dari protoplasma. Sehingga kegiatan metabolisme berhenti.
Pengeringan dapat juga merusak protoplasma dan mematikan sel. Tetapi ada
mikrobia yang dapat tahan dalam keadaan kering, misalnya mikrobia yang
membentuk spora dan dalam bentuk kista.
3. PENGARUH
PERUBAHAN NILAI OSMOTIK
Tekanan osmose
sebenarnya sangat erat hubungannya dengan kandungan air. Apabila mikroba
diletakkan pada larutan hipertonis, maka selnya akan mengalami plasmolisis,
yaitu terkelupasnya membran sitoplasma dari dinding sel akibat mengkerutnya
sitoplasma. Apabila diletakkan pada larutan hipotonis, maka sel mikroba akan
mengalami plasmoptisa, yaitu pecahnya sel karena cairan masuk ke dalam sel, sel
membengkak dan akhirnya pecah. Berdasarkan tekanan osmose yang diperlukan dapat
dikelompokkan menjadi (1) mikroba osmofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh
pada kadar gula tinggi, (2) mikroba halofil, adalah mikroba yang dapat tumbuh
pada kadar garam halogen yang tinggi, (3) mikroba halodurik, adalah kelompok
mikroba yang dapat tahan (tidak mati) tetapi tidak dapat tumbuh pada kadar
garam tinggi, kadar garamnya dapat mencapai 30 %.
Contoh mikroba
osmofil adalah beberapa jenis khamir. Khamir osmofil mampu tumbuh pada larutan
gula dengan konsentrasi lebih dari 65 % wt/wt (aw = 0,94). Contoh
mikroba halofil adalah bakteri yang termasuk Archaebacterium, misalnya Halobacterium.
Bakteri yang tahan pada kadar garam tinggi, umumnya mempunyai kandungan KCl
yang tinggi dalam selnya. Selain itu bakteri ini memerlukan konsentrasi Kalium
yang tinggi untuk stabilitas ribosomnya. Bakteri halofil ada yang mempunyai
membran purple bilayer, dinding selnya terdiri dari murein, sehingga tahan
terhadap ion Natrium.
4.
RADIASI
Radiasi
pada kekuatan
tertentu dapat menyebabkan kelainan dan bahkan dapat bersifat letal bagi makhluk hidup, terutama bakteri.
Sebagai contoh pada manusia,
radiasi dapat menyebabkan penyakit hati akut, katarak, hipertensi, dan bahkan kanker. Akan
tetapi, terdapat kelompok bakteri tertentu yang mampu bertahan dari paparan
radiasi yang sangat tinggi, bahkan ratusan kali lebih besar dari daya tahan
manusia tehadap radiasi, yaitu kelompok Deinococcaceae.
Sebagai perbandingan, manusia pada umumnya tidak dapat bertahan pada paparan
radiasi lebih dari 10 Gray (Gy, 1 Gy = 100 rad), sedangkan
bakteri yang termasuk dalam kelompok ini dapat bertahan hingga 5.000 Gy.
Pada umumnya,
paparan energi radiasi dapat menyebabkan mutasi gen dan putusnya rantai DNA. Apabila terjadi pada intensitas
yang tinggi, bakteri dapat mengalami kematian. Deinococcus radiodurans memiliki kemampuan untuk bertahan
terhadap mekanisme perusakan materi
genetik tersebut melalui sistem adaptasi dan adanya proses perbaikan rantai DNA
yang sangat efisien.
5.
KELEMBABAN RELATIF
Pada umumnya
bakteri memerlukan kelembaban relatif (Relative
Humidity, RH) yang cukup tinggi, kira-kira 85%. Kelembaban relatif dapat
didefinisikan sebagai kandungan air yang terdapat di udara. Pengurangan kadar
air dari protoplasma menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti, misalnya pada proses
pembekuan dan pengeringan.
Sebagai contoh,
bakteri Escherichia coli akan mengalami penurunan daya
tahan dan elastisitas dinding selnya saat RH lingkungan kurang dari 84%.
Bakteri gram positif cenderung hidup pada kelembaban udara yang lebih tinggi
dibandingkan dengan bakteri gram negatif terkait dengan perubahan struktur
membran selnya yang mengandung lipid bilayer.
6.
pH
Secara umum, bakteri patogen tidak dapat tumbuh atau tumbuh sangat
lambat pada pH di bawah 4,6. Tetapi bakteri Clostridium
batulinum masih dapat membuat toksin pada pH 4,2. Pada makanan kaleng yang disimpan pada asam rendah (pH > 4,6)
memungkinan pertumbuhan Clostrium
Botulinum yang berpotensi menyebabkan botulisme kecuali pada pengolahan
termal yang cukup untuk menonaktifkan spora.
7.
BIOFILM
Bakteri yang hidup bebas (planktonik) dalam perairan di alam akan
cenderung untuk melekat ( sesil ) ke berbagai macam permukaan baik abiotik
maupun biotik. Pelekatan ini didukung berbagai faktor diantaranya oleh matrik
ekstrasellular. Di alam, bakteri yang melekat ini jumlahnya jauh lebih besar
dari yang hidup bebas (Costerton, 1995)
Bakteri
yang melekat ini akan membentuk mikro koloni, yang akan mengatur perkembangan
membentuk biofilm. Pada awalnya mungkin hanya tersusun satu tipe bakteri
saja, tetapi seiring perkembangannya akan tersusun beberapa tipe
bakteri yang hidup dalam komunitas yang kompleks. Faktanya hampir
pada setiap permukaan yang terpapar cairan dan nutrien akan ditumbuhi
mikroorganisme. Contoh umum dari biofilm adalah pada gigi kita. yang mengatur
perkembangan lubang gigi (dental caries) ketika bakteri seperti Streptococcus
mutans menguraikan senyawa gula menjadi asam-asam organik. Biofilm juga
ditemukan pada zat padat. Biofilm ditemukan pada permukaan tangki air, pipa,
alat pembedahan, dimana bakteri melekat kuat. Disinfektan tidak mampu dengan
mudah menembus matriks polisakarida (Dearcon, 1997).
Biofilm terdiri dari sel-sel mikroorganisme yang
melekat erat ke suatu permukaan sehingga berada dalam keadaan diam (sesil),
tidah mudah lepas atau berpindah tempat (irreversible). Pelekatan ini
seperti pada bakteri disertai oleh penumpukan bahan-bahan organik yang
diselubungi oleh matrik polimer ekstraseluller yang dihasilkan oleh bakteri
tersebut. Matrik ini berupa struktur benang-benang bersilang
satu sama lain yang dapat berupa perekat bagi biofilm.
Contoh klasik dari biofilm adalah yang terdapat pada
gigi, mengawali pembentukan gigi berlubang (dental caries)
bilamana bakteri seperti Streptococcus mutan memecah gula menjadi
asam-asam organik. Untuk dapat melihat biofilm lebih dekat dapat
dilakukan dengan cara tidak membersihkan pipa kamar mandi seminggu atau pada
bebatuan pada aliran sungai di pegunungan. Biofilm juga biasa ditemukan pada
badan kapal, peralatan medis, kontak lensa (contact lenses), pipa pada
industri minyak, serta saluran-saluran yang tersumbat. Selain itu, biofilm juga
ditemukan di tempat-tempat (lingkungan) yang ekstrim, seperti di daerah kutub,
lingkungan dengan kadar garam yang sangat tinggi, daerah beracun atau kotor,
sumber air panas serta di daerah dengan kadar asam yang tinggi.
DAFTAR
PUSTAKA
Jawetz, Melnick, Adelberg. Medical Microbiology, 22th
Edition. Appleton & Lange. 2001.
Werkman, Wilson. Bacterial Physiology. Academic Press Inc. New York. 1951
Suriawiria U. 1995. Pengantar
Mikrobiologi Umum. Bandung: Angkasa
http://www.amazine.com/22900/jenis-bakteri-berdasarkan-cara-mendapatkan-sumber-energi/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar