Peran Bakteri Jawab pertanyaan berikut ini dengan benar.

Arkeobakteria dan Eubakteria 53 Penanggulangan penyakit yang disebabkan bakteri pada umumnya menggunakan zat yang disebut antibiotik. Antibiotik dapat diproduksi dari monera lain atau dari jamur. Contoh antibiotik yang terkenal, misalnya penisilin, tetrasiklin, dan sefalosporin. Tabel 3.3. menunjukkan beberapa antibiotika dan organisme penghasilnya. Tabel 3.3 Beberapa Antibiotik dan Organisme Penghasilnya Macam Antibiotik Organisme Penghasil Kelompok Penisillin Penicillium notatum FungiJamur Griseofulvin Penicillium griseovulvum FungiJamur Streptomisin Streptomyces griseus Actynomycetes Chloramphenicol Streptomyces venezuelae Actynomycetes Tetrasiklin Streptomyces aerofaciens Actynomycetes Colistin Bacillus colistinus Bakteri Polomiksin B Bacillus polymxa Bakteri Bakteri juga dapat menyerang hewan ataupun tumbuhan. Contoh bakteri yang menyebabkan penyakit pada hewan adalah Salmonella. Bakteri ini dapat menyebabkan keracunan pada babi atau unggas karena dapat menghasilkan racun. Bakteri yang menyerang tumbuhan, di antaranya Agrobacterium tumifaciens menyebabkan penyakit crown gall pada tanaman buah-buahan. Secara tidak langsung bakteri juga dapat merugikan manusia karena dapat merusak bahan pokok kebutuhan manusia. Makanan sebagai bahan pokok kebutuhan manusia, merupakan media yang baik bagi pertumbuhan bakteri. Oleh karena itu, untuk mempertahankan agar makanan tidak rusak oleh bakteri perlu dilakukan proses yang disebut sterilisasi. Sterilisasi adalah suatu usaha membebaskan alat-alat atau bahan-bahan dari segala macam bentuk kehidupan atau kontaminasi terutama oleh mikroba. Sterilisasi dapat dilakukan dengan berbagai macam cara. Secara fisik, misalnya dengan pemanasan, sinar ultraviolet, dan sinar X; secara mekanis, misalnya dengan cara penyaringan; secara kimia dengan menggunakan desinfektan. Sterilisasi yang paling banyak digunakan biasanya adalah dengan cara pemanasan. Sterilisasi dengan pemanasan biasanya menggunakan tekanan atm dan suhu 121 rC, selama 15 menit. Dengan proses ini, bakteri bersama sporanya akan mati sehingga makanan menjadi lebih tahan lama. Cara lain untuk mengawetkan makanan adalah dengan proses pasteurisasi, yaitu 54 Biologi Kelas X SMA dan MA pemanasan pada suhu 62 rC selama 30 menit atau 71rC selama 15 menit. Pasteurisasi biasanya dilakukan untuk mensterilkan susu yang tidak tahan pada pemanasan yang terlalu tinggi. Proses lain yang sering dilakukan untuk mengawetkan makanan adalah dengan merendam makanan tersebut dalam larutan garam atau larutan gula. Dengan cara ini bakteri juga akan mati. Coba diskusikan dengan teman dan gurumu, mengapa dengan perendaman pada larutan garam dan larutan gula bakteri dapat mati? Proses apakah yang terjadi pada bakteri sehingga menyebabkan kematian selnya? I N F O B I O L O G I Penyakit yang Menyerang Paru-Paru Tuberkolosis TBC adalah penyakit infeksi kronis yang biasanya menyerang paru-paru, tetapi dapat juga menyerang hampir seluruh bagian tubuh kita. Penyebabnya adalah bakteri Mycobacterium tuberclosis. Usia penyakit ini sudah ribuan tahun, tetapi hingga kini belum berhasil dilenyapkan dari muka bumi. Dahulu penyebaran TBC sangat luas dan fatal akibatnya. Semua penderita pasti meninggal dunia, termasuk ilmuwan Yunani Hippocrates menjadi korban dari penyakit ini. Beruntung Robert Koch berhasil menemukan bakteri ini pada 1882. Lebih bersyukur lagi, tahun 1921 vaksin TBC yang kita kenal dengan nama BCG Bacille Calmette Guerin, ditemukan oleh ilmuwan Prancis, Alber Calmette dan Camille Guerin. Setelah ditemukan antibiotik untuk TBC tahun 1940–1950 an, kasus TBC menurun drastis. Namun, pada tahun 1985 penurunan itu terhenti, TBC kembali menyebar. Terhadap penyakit akibat bakteri ini kita harus waspada. Soalnya banyak orang terinfeksi TBC, tetapi tidak menunjukkan gejala. Setiap tahun delapan juta penduduk dunia terjangkit penyakit TBC bergejala, dan tiga juta orang meninggal dunia. Diper- kirakan sampai tahun 2020 sekitar satu miliar orang akan terinfeksi, lebih dari 150 juta orang akan sakit dan 36 juta akan meninggal. Sumber: Intisari, Agustus 2003 2 Peran Menguntungkan Seperti telah dikemukakan, peran menguntungkan bakteri lebih banyak daripada peran merugikan. Sembilan puluh sembilan persen 99 bakteri justru dapat memberikan manfaat bagi organisme lain khususnya manusia. Salah satu manfaat bakteri adalah dalam proses penguraian makhluk hidup yang telah mati. Melalui proses ini, bakteri bersama dengan jamur memecah materi organik menjadi materi anorganik. Sebagai contoh, protein yang Arkeobakteria dan Eubakteria 55 tadinya bersifat organik dapat diubah menjadi senyawa nitrat NO 3 yang bersifat anorganik. Contoh bakteri yang dapat melakukan penguraian pro- tein menjadi nitrat adalah Nitrosomonas dan Nitrobacter. Nitrat oleh tumbuhan kemudian dipakai sebagai bahan baku pembentuk protein. Protein dipakai untuk menyusun tubuh tumbuhan dan hewan. Tubuh tumbuhan dan hewan yang telah mati, kemudian diuraikan lagi oleh bakteri menjadi senyawa nitrat. Dengan demikian, terjadi suatu siklus materi. Kegunaan lain dari bakteri adalah dapat menambat senyawa nitrogen dari udara. Peran ini penting karena kebutuhan nitrogen tidak cukup hanya dipenuhi dari tanah sebagai hasil proses penguraian di atas. Bakteri dapat memfiksasi atau menambat nitrogen dari udara dengan cara bersimbiosis dengan akar tumbuhan kacang-kacangan atau dengan membentuk bintil akar. Dalam simbiosis ini bakteri menyediakan nitrat yang dibutuhkan tumbuhan, sedangkan tumbuhan menyediakan bahan makanan untuk menunjang hidup bakteri. Contoh bakteri semacam ini adalah Rhizobium. KEGIATAN 3.2 Mengamati Bakteri pada Bintil Akar Untuk mengenal apa yang disebut bintil akar, coba cari tanaman yang termasuk kacang-kacangan, misalnya kacang tanah. Perhatikan bintil akarnya. Dengan bantuan gurumu, coba sayat bintil akar tersebut dan warnai sayatan tadi dengan metilen biru seperti yang sudah kamu lakukan pada kegiatan sebelumnya. Amati sayatan tersebut di bawah mikroskop. Apakah kamu dapat menemukan sel bakterinya? Setelah kamu temukan, gambarkan bagaimana bentuk sel dan koloni bakteri yang teramati. Beberapa bakteri telah lama digunakan dalam industri karena bakteri dapat melakukan proses fermentasi. Dalam industri pengolahan makanan, bakteri berperan dalam melakukan proses fermentasi suatu bahan menjadi bahan lain yang lebih enak rasanya. Sebagai contoh, susu dapat diubah menjadi keju, mentega atau yoghurt oleh bakteri Lactobacillus dan Streptococ- cus lacti. Bakteri juga dapat digunakan dalam produksi antibiotik seperti tertera pada Tabel 3.3. Bakteri juga dimanfaatkan dalam industri lain, seperti pembuatan asam cuka dari fermentasi alkohol yang dilakukan oleh bakteri Acetobacter. Selain itu, bakteri juga digunakan dalam produksi berbagai macam enzim, misalnya enzim glukosa isomerase diproduksi oleh bakteri Bacillus subtilis. Beberapa produk yang dihasilkan bakteri dapat dilihat pada Tabel 3.4. 56 Biologi Kelas X SMA dan MA Tabel 3.4 Beberapa Produk Industri yang Dihasilkan Bakteri Produk Bakteri Penghasil Manfaat Produk Enzim protease Bacillus subtilis Pelunak daging Butano dan aseton Clostridium acetobulylicom Pelarut Indigo Escherichia coli Pewarna tekstil Xanthan gum Xanthomonas campestris Penggumpal makanan, cat, dan kosmetik Cynocobalamin Proionbacterium shermanii Makanan tambahan Vit. B12 food suplement Gelan Pseudomonas sp. Penggumpal makanan Asam glutamat Corynobacterium glutamicum Penyedap rasa Interferon Escherichia coli Pengobatan infeksi virus Enzim yang terdapat dalam beberapa bakteri juga dapat dimanfaatkan untuk menguraikan selulosa menjadi CO 2 dan CH 4 . CH 4 atau gas metan sering disebut biogas. Biogas kini telah banyak digunakan sebagai bahan bakar alternatif. KEGIATAN 3.3 Pemanfaatan Bakteri Membuat Nata de coco Bakteri dapat kita manfaatkan untuk menghasilkan makanan minuman yang lebih enak rasanya dan dapat dijadikan sumber pendapatan. Nata adalah sejenis makanan penyegar atau pencuci mulut yang biasanya dibuat dari air kelapa yang difermentasi menggunakan bakteri pembentuk selulosa yang dikenal sebagai Acetobacter xylinum dan Acetobacter pasteurianus. Dengan resep di bawah ini cobalah buat Nata de coco. Cara pembuatan: Bahan: air kelapa 1 liter gula pasir 4 gr urea 0,2 gr ZA 3 gr Tahap kerja: air kelapa disaring dan dimalamkan di tambah gula pasir, urea, ZA panaskan sampai mendidih 10 -– 15 menit €p €€p p Arkeobakteria dan Eubakteria 57 tuangkan ke loyang yang steril dinginkan tambah starter bibit inkubasi selama 7 hari panen rendam dalam air selama 3 hari dipotong-potong dadu tambahkan sirup + gula rebus selama 30 menit tiriskan siap dimakan Bakteri, terutama Escherichia coli dalam rekayasa genetik sering digunakan sebagai tempat terjadinya penggabungan gen untuk menghasilkan sifat-sifat atau produk baru yang diinginkan, misalnya dalam memproduksi hormon insulin, gen insulin yang terdapat pada manusia dipotong, kemudian disambungkan ke gen bakteri. Selanjutnya bakteri inilah yang akan menghasilkan insulin dalam jumlah banyak karena dalam DNA-nya telah terdapat gen insulin. Selain itu, bakteri E. coli juga digunakan dalam bioteknologi produksi interferon, yaitu suatu antivirus yang dihasilkan oleh sel-sel manusia, tetapi melalui rekayasa genetika dapat diproduksi oleh bakteri tersebut. Informasi tentang teknologi yang menggunakan bakteri ini, akan kamu peroleh di kelas XII pada bab bioteknologi. Bakteri yang Berjasa Mengurangi Impor Gula Glukosa isomerase adalah enzim yang dapat mengubah glukosa menjadi gula yang jauh lebih manis, yaitu fruktosa. Fruktosa saat ini banyak digunakan dalam berbagai industri makanan dan minuman sebagai bahan pemanis menggantikan gula karena menghasilkan rasa manis yang sama dengan pemakaian jauh lebih sedikit. Fruktosa dapat dihasilkan dari bahan baku murah yang mengandung banyak glukosa seperti sirup jagung dengan menggunakan enzim tersebut. High fructosa €p €p €€p p p p €€p €p p p I N F O B I O L O G I 58 Biologi Kelas X SMA dan MA corn syrup HFCS atau sirup jagung yang banyak mengandung fruktosa tinggi dapat dihasilkan berkat jasa suatu bakteri, yaitu Bacillus coagulan penghasil enzim glukosa isomerase. Berkat jasa bakteri ini, di USA impor gula menurun tajam. Manfaat yang lebih luas adalah menurunnya permintaan akan gula juga perubahan penggunaan lahan yang tadinya ditanami tebu menjadi ditanami jagung dan beras yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan bahan pokok masyarakat dunia. Sumber: Biotecnology in School, 1990 Untuk menambah wawasanmu tentang peran menguntungkan dan merugikan dari bakteri, carilah artikel-artikel yang berkaitan dengan hal tersebut baik dari koran, buku, majalah atau internet. Setelah terkumpul, buatlah suatu kliping yang bisa kamu kumpulkan pada guru. Selanjutnya pada kesempatan tertentu kumpulan kliping tersebut dapat dipresentasikan. 2. Sianobakteri Sianobakteri atau cyanophyta sering disebut juga alga hijau-biru. Seperti halnya bakteri, Sianobakteri merupakan organisme prokariot inti selnya belum mempunyai membran. Sianobakteri ini dapat kamu temukan pada berbagai lingkungan mulai dari air laut, kolam, danau, tanah, permukaan batuan, kulit kayu, tembok basah sampai di sumber air panas.

a. Ciri-Ciri Sianobakteri

Organisme ini mempunyai beberapa kesamaan dengan bakteri. Selain inti selnya belum bermembran, Sianobakteri tidak mempunyai beberapa macam organel mitokondria dan plastida seperti yang dimiliki sel eukariot. Seperti halnya bakteri, kelompok ini juga mempunyai dinding sel yang dibangun oleh molekul karbohidrat. Namun, tidak seperti kebanyakan bakteri, seluruh spesies Sianobakteri mampu melakukan proses fotosintesis. Meskipun demikian, proses fotosintesis tidak terjadi pada kloroplas seperti halnya yang terjadi pada tumbuhan tinggi. Dengan demikian, Sianobakteri termasuk organisme autotrof atau organisme yang dapat menghasilkan makanannya sendiri. Selain klorofil, Sianobakteri mempunyai pigmen karotenoid berwarna oranye, fikosianin berwarna biru, dan fikoeretrin berwarna merah. Pada T u g a s 3.2 Arkeobakteria dan Eubakteria 59 umumnya pigmen yang paling dominan selain klorofil adalah fikosianin sehingga penampakan Sianobakteri ini adalah hijau kebiruan. Namun, ada juga Sianobakteri yang berwarna kemerahan, kuning kecokelatan atau cokelat kehitaman. 1 Ukuran Sianobakteri Sel pada Sianobakteri atau Cyanophyta berukuran mikro. Namun, jika sel-selnya membentuk koloni, ukuran koloninya bisa cukup besar sehingga dapat dilihat dengan mata telanjang. Ukuran sel Sianobakteri dapat bervariasi dengan diameter antara 0,5 sampai 1 Qm dan panjang dapat mencapai 60 Qm. Sianobakteri yang mempunyai ukuran sel terbesar adalah Oscillatoria princeps. Organisme ini juga merupakan organisme prokariot terbesar. 2 Struktur Sianobakteri Sel Sianobakteri dapat berbentuk bulat atau batang dan kemudian dapat berkoloni. Koloninya dapat berbentuk benang atau filamen juga berbentuk tandan. Macam-macam bentuk Sianobakteri dapat dilihat pada Gambar 3.5. Gambar 3.5 Macam-macam Sianobakteri a Oscillatoria formosa, b O. limosa, c Nostochopsis lobatus, d Tolypothrix tenuis, e Anabaena circinalis, f Porphyrosiphon notarisii, g Microcoleus vaginatus, h Rivularia dura Dinding sel Sianobakteri tersusun dari peptidoglikan, yaitu bahan yang sama dengan bahan penyusun dinding sel bakteri. Dinding sel ini pada bagian luarnya sering dilapisi oleh lapisan pelindung yang terbuat dari zat seperti jeli. Jeli selain berfungsi sebagai pelindung, juga merupakan bahan yang dapat menyatukan sel dengan sel lainnya dalam membentuk koloni. a b c d e f g h Sumber: Biologgy, Barrett 60 Biologi Kelas X SMA dan MA Beberapa Sianobakteri dapat membentuk sel khusus berdinding tebal yang disebut heterokista. Di dalam heterokista terdapat enzim ni- trogenase yang dapat memfiksasi N 2 dari udara sehingga Sianobakteri yang mempunyai heterokista, selain dapat melakukan fotosintesis juga dapat memfiksasi nitrogen dari udara. Struktur heterokista dapat dilihat pada Gambar 3.6. 3 Perkembangbiakan Sianobakteri Perkembangbiakan Sianobakteri dapat melalui pembelahan sel, fragmentasi, dan pembentukan spora khusus yang disebut akinet. Pembelahan sel terjadi pada Sianobakteri bersel tunggal, sedangkan fragmentasi terjadi pada Sianobakteri yang berbentuk filamen. Pada peristiwa fragmentasi sebelumnya dibentuk suatu struktur khusus yang disebut hormogonium. Hormogonium adalah bagian dari filamen yang akan terpisah dan kemudian dapat membentuk individu baru. Pada beberapa Sianobakteri bisa terbentuk spora khusus berdinding tebal yang disebut akinet. Dengan dindingnya yang tebal, akinet dapat bertahan hidup dalam kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, seperti keadaan gelap, kekeringan atau keadaan sangat dingin. Jika kondisi lingkungan membaik, dinding sel dari spora ini kemudian akan pecah dan isinya dapat berkecambah membentuk individu baru. Struktur hormogonium dan spora akinet dapat kamu lihat pada Gambar 3.7. Gambar 3.6 Heterokista yang merupakan struktur khusus berfungsi untuk fiksasi nitrogen akinet hormogonium a b Gambar 3.7 Struktur hormogonium dan akinet: a. Hormogonium sebelum dipisahkan dari filamen induknya oleh suatu sekat pemisah, b. Spora berdinding tebal akinet Sumber: Essentials of Biology, Hopson Sumber: Essentials of Biology, Hopson