117
A. PENDAHULUAN
Dalam ilmu Biologi kita sering mendengar istilah Eukariotik memiliki membran inti dan Prokariotik tidak memiliki membran inti.
Pada tahun 1969 Whittaker mengklasifikasikan makhluk hidup ke dalam 5 kingdom yaitu, Animalia, Plantae, Protista, Fungi, dan Monera.
Semua organisme prokariotik dikelompokkan ke dalam kingdom Monera, sedangkan 4 kingdom yang lain masuk ke dalam organisme eukariotik.
Klasifikasi terus berkembang dan para ilmuwan menemukan bahwa terdapat dua kelompok berbeda pada organisme prokariotik. Dua kelompok
tersebut adalah Archaebacteria atau lebih dikenal dengan nama archaea dan Eubacteria atau yang lebih dikenal dengan bacteria. Istilah archaea
menunjukkan betapa tuanya asal mula kelompok itu. Sebagian besar archaea menempati lingkungan yang ekstrim, yang menyerupai habitat
pada Bumi purbakala. Namun demikian, sebagian besar Prokariota adalah bacteri. Mereka berbeda dari archaea dalam ciri-ciri pokok structural,
biokimiawai, dan fisiologis.
Meskipun terdapat perbedaan diantara kedua spesies tersebut, baik bacteria maupun archaea secara structural dikelompokkan sebagai
prokariotik tidak memiliki membrane inti, yang menjadikan alas an mengapa pembahasan antara archaea dan bacteria disatukan dalam bab ini.
perbedaan antara archaea dan bacteria akan semakin jelas setelah kita mengkaji adaptasi structural, genetic, dan metabolic yang memberikan
sumbangan terhadap penyebaran prokariota di Bumi ini.
B. STRUKTUR, FUNGSI, DAN REPRODUKSI
Hampir sebagian besar prokariota bersifat uniseluler bersel satu. Namun, beberapa spesies ada yang membentuk agregatkumpulan
sementara, koloni sejati, bahkan beberapa spesies prokariota menunjukkan suatu organisasi multiseluler sederhana yang memiliki pembagian tugas
antara dua jenis sel atau lebih yang telah terspesialisasi.
Prokariota memiliki keanekaragaman bentuk sel, dengan bentuk umumnya adalah bulat kokus, batang basil, dan heliks meliputi bakteri
yang dikenal sebagai spirillaspiral, spirokaeta, dan vibrio. Bakteri kokus dan basil ada yang membentuk suatu koloni atau kumpulan yang
berdempetan setelah terjadi pembelahan sel. Kumpulan sel-sel bakteri tersebut memiliki bentuk yang bermacam-macam, kecuali bakteri spirila
yang memiliki bentuk yang berbeda. Bakteri kokus memiliki bentuk-bentuk sebagai berikut:
1. Monokokus, yaitu berupa sel bakteri kokous tunggal. Contohnya Chlamydia trachomatis
penyebab penyakit mata. 2. Diplokokus, yaitu dua sel bakteri kokus berdempetan. Contohnya
Neisseria gonorrhoeae penyebab penyakit kelamin raja singa dan
Diplococcus pneumonia penyebab penyakit pneumonia
3. Tetrakokus, yaitu empat sel bbakteri kokus berdempetan berbentuk segi empat. Contohnya Pediococcus cerevisiae.
4. Sarkina, yaitu delapan sel bakteri kokus berdempetan membentuk kubus. Contohnya Thiosarcina rosea bakteri belerang.
5. Streptokokus, yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan membentuk rantai. Contohnya Streptococcus mutans penyebab
gigi berlubang. 6. Stafilokokus, yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan
secara bergerombol
seperti buah
anggur. Contohnya
Staphylococcus aureus penyebab penyakit radang paru-paru.
Bakteri basil memiliki bentuk-bentuk sebagai berikut:
118
1. Monobasil, yaitu berupa sel bakteri basil tunggal. Contohnya Escherichia
coli bakteri
usus besar
manusia dan
Propionibacterium acne penyebab jerawat.
2. Diplobasil, yaitu dua sel bakteri basil berdempetan. 3. Streptobasil, yaitu berupa sel bakteri basil berdempetan
membentuk rantai. Contohnya Bacillus anthracis penyebab penyakit antraks pada hewan ternak dan Azotobacter bakteri
tanah yang mengikat nitrogen.
Bakteri spirila memiliki bentuk-bentuk sebagai berikut: 1. Spiral, yaitu bentuk sel bergelombang. Contohnya Thiospirillopsis
floridana bakteri belerang.
2. Spiroseta, yaitu bentuk sel seperti skrup. Contohnya Treponema palladium
penyebab penyakit kelamin sifilis. 3. Vibrio, yaitu bentuk sel seperti tanda baca koma. Contohnya
Vibrio cholera penyebab penyakit kolera.
Sebagian besar prokariota memiliki diameter dalam kisaran 1-5µm, dibandingkan sel eukariota yang sebagian besar berukuran 1-100µm.
Gambar Sel prokariotik Hampir sebagian besar prokariota memiliki dinding sel untuk
mempertahankan bentuk sel, memberi perlindungan fisik, dan mencegah supaya sel tidak pecah dalam lingkungan yang hipotonis konsentrasinya
lebih rendah. Dinding sel prokariota berbeda dengan dengan dinding sel tumbuhan, fungi, dan Protista dalam hal komposisi dan bangunan
molekuler. Sebagian besar dinding sel bacteria mengandung suatu bahan khusus unik yang disebut peptidoglikan sedangan dinding sel archaea tidak
119 mengandung peptidoglikan. Pengaruhnya adalah adanya sebuah jaringan
molekuler tunggal yang membungkus dan melindungi seluruh sel itu. Pewarnaan gram Gram Strain adalah salah satu cara yang dapat
digunakan untuk memisahkan anggota-anggota domain bacteria ke dalam dua kelompok berdasarkan perbedaan dinding selnya. Bakteri gram-positif
memiliki dinding sel yang lebih sederhana, dengan jumlah peptidoglikan yang relatif banyak. Dinding sel bakteri gram-negatif memiliki
peptidoglikan yang lebih sedikit dan secara structural lebih kompleks. Membran bagian luar pada dinding sel gram-negatif mengandung
lipopolisakarida, yaitu karbohidrat yang terikat dengan lipid. Diantara bakteri patogen, yang menyebabkan penyakit, spesies gram-negatif
umumnya lebih berbahaya dibandingkan dengan spesies gram-positif. Lipopolisakarida yang terdapat pada dinding sel bakteri gram negatif
sering bersifat toksik racun, dan membrane bagian luar membantu melindungi bakteri patogen melawan sistem perahanan inangnya. Lebih
jauh, bakteri gram negatif umumnya lebih resisten terhadap antibiotic dibandingkan dengan bakteri gram-positif karena membran bagian luar itu
menghalangi masuknya obat-obatan. Obat-obatan adalah peluru selektif yang melumpuhkan banyak spesies bakteri yang menyebabkan penyakit
menular, tanpa mengganggu manusia dan eukariota lainnya yang tidak membuat peptidogliakan.
Banyak diantara prokariota mensekresikan bahan kental dan lengket yang membentuk lapisan pelindung lainnya yang disebut kapsul yang
terletak di luar dinding sel. Kapsul memungkinkan organisme itu menempel pada substratnya dan memberikan perlindungan tambahan, yang
meliputi peningkatan resistensi prokariota patogenik terhadap sistem pertahanan inang. Kapsul bergelatin menyatukan banyak sel prokariota
yang hidup sebagai koloni.
Cara lain prokariota menempel satu sama lain atau pada lapisan bawah adalah dengan alat tambahan pada permukaan selnya yang disebut pili
tunggal : pilus. Beberapa pili dikhususkan untuk menempelkan prokariota bersama-sama dalam waktu yang cukup lama agar sel dapat mentransfer
DNA selama proses konjugasi.
Sekitar separuh dari seluruh prokariota mampu melakukan pergerakan yang terarah. Kerja flagella adalah mekanisme yang paling umum dalam
pergerakan prokariota. Flagella dapat tersebar diseluruh permukaan sel atau terpusat pada salah satu atau kedua ujung sel itu. Flagelum yang
berjumlah satu monotrik, banyak flagellum di satu sisi lofotrik, satu atau banyak flagellum di kedua ujung amfitrik, atau tersebar di seluruh
permukaan sel peritrik.
Sel prokariota tidak memiliki pembagian ruang oleh membran internal yang menjadi ciri khas eukariota. Akan tetapi, berbagai prokariota
memiliki berbagai membrane terspesialisasi yang melakukan banyak fungsi metaboliknya. Membran-membran itu umumnya merupakan daerah
membran plasma yang terlipat.
Dibandingkan dengan eukariota, prokariota juga memiliki genom yang lebih kecil dan lebih sederhana. Rata-rata prokariota hanya memiliki DNA
sekitar seperseribu DNA sel eukariotik. Pada sebagian besar prokariota, DNA terkonsentrasi sebagai serat kusut dalam daerah nucleoid. Kumpulan
serat itu adalah kromosom prokariota, molekul DNA beruntai ganda dalam bentuk cincin. Sel prokariotik juga memiliki cincin-cincin DNA yang jauh
lebih kecil yang disebut plasmid, yang sebagian besar diantaranya hanya berisi beberapa gen.
Populasi prokariota tumbuh dan beradaptasi secara cepat. Prokariota bereproduksi hanya secara aseksual yaitu dengan pembelahan sel yang
disebut pembelahan biner binary fission. Sebuah sel prokariota tunggal dalam suatu lingkungan yang sesuai akan menjadi suatu koloni keturunan
melalui pembelahan berulang.
120
Gambar pembelahan biner Akan tetapi, prokariota juga memiliki tiga mekanisme rekombinasi
genetik: transformasi, yaitu pengambilan gen dari lingkungan sekitar, yang memungkinkan terjadinya pemindahan materi genetic antar prokariota;
konjugasi, yaitu pemindahan gen-gen secara langsung dari suatu prokariota ke prokariota lainnya; dan transduksi pemindahan gen antarprokariota
dengan bantuan virus.
Gambar transduksi
G
Gambar transformasi Waktu generasi diukur dalam satuan menit atau jam yang pendek
memungkinkan populasi prokariota secara cepat menyesuaikan diri dengan perubahan lingkungan, seiring seleksi alam menyaring mutasi baru dan
genom baru yang dihasilkan oleh rekombinasi. Kondisi untuk pertumbuhan optimum pH, suhu, konsentrasi garam, sumber nutrisi, dan seterusnya
prokariotik sangat bervariasi menurut spesiesnya. namun demikian, pertumbuhan prokariotik baik di laboratorium dan di alam umumnya selalu
121 melambat pada titik tertentu, ketika sel-sel itu kehabisan nutrient atau saat
koloni itu meracuni diri sendiri dengan penumpukan buangan metabolis yang dihasilkannya sendiri. Kemampuan beberapa prokariota untuk
bertahan hidup pada kondisi yang tidak bersahabat sangat menakjubkan. Bebrapa bakteri membentuk sel-sel resisten yang disebut endospora. Sel
awal mereplikasi kromosomnya, dan satu salinannya dikelilingi oleh dinding sel kuat. Sel bagian luar akan hancur, tetapi endospora yang
dikandungnya akan bertahan hidup melewati segala jenis trauma, yang meliputi kekurangan nutrient dan air, panas, atau dingin yang ekstrim, dan
sebagian besar racun. Dalam lingkungan yang bersahabat, endospora dapat bertahan berabad-abad. Jika ditempatkan dalam lingkungan yang sesuai,
endospora akan mengalami hidrasi dan hidup kembali ke keadaan vegetatif menghasilkan koloni.
C. KEANEKARAGAMAN NUTRISI
Kategori