Pelajaran Biologi - Bakteri

1.  Ruang Lingkup Biologi

Bakteri merupakan kelompok makhluk hidup yang berukuran sangat kecil, yaitu bersel tunggal sehingga untuk melihatnya harus menggunakan bantuan mikroskop. Bakteri termasuk golongan mikroba (jasad renik). Penyebaran kehidupan bakteri di alam sangat luas yang dapat ditemukan di dalam tanah, air, udara, bahkan dapat dijumpai pada organisme, baik yang masih hidup maupun yang telah mati. Antonie Van Leuwenhook (1632 –1723) adalah seorang berkebangsaan Belanda, yang pertama kali berhasil melihat makhluk-makhluk kecil yang dinamakan animalkulus yang saat ini dikenal sebagai bakteri. Istilah bakteri berasal dari kata bakterion yang artinya batang kecil. Karena jasa beliau, maka sekarang ini kita dapat mempelajari lebih mendalam tentang bakteri.

a.       Bentuk dan Ukuran Bakteri

Bakteri merupakan makhluk yang mempunyai sel prokariot, yaitu selnya belum mempunyai membran inti. Dia bersel tunggal dan umumnya tidak mempunyai klorofil sehingga bersifat heterotrof, ada yang bersifat saprofit atau parasit, yaitu tidak bisa membuat makanan sendiri. Ada pula bakteri yang bersifat autotrof karena memiliki klorofil sehingga dapat membuat makanan sendiri, misalnya bakteri hijau dan bakteri ungu.

Untuk mendapatkan energi, bakteri harus melakukan respirasi (pernapasan). Ada bakteri yang membutuhkan oksigen bebas di udara, sering disebut bakteri aerobik, misalnya Nitrosomonas yang mampu memecahkan gula menjadi air, CO2, dan energi. Adapun bakteri yang tidak memerlukan oksigen bebas, misalnya bakteri asam susu.

Bahwa bentuk bakteri beraneka ragam, ada yang berbentuk bola atau peluru (kokus), seperti batang (bacillus), bengkok seperti koma/sekrup (vibrio), dan spiral (heliks). Sel-sel tersebut biasanya berkoloni/berkelompok dan mengalami perubahan bentuk, contohnya:

a. diplokokus, yaitu bakteri kokus berkelompok dua-dua;

b. streptokokus, selnya berbaris berantai;

c. stapilokokus, berkelompok seperti anggur;

d. sarcina, berbentuk bulat seperti kubus berkelompok delapan.

Adapun contoh bakteri yang berbentuk batang adalah:

a. diplobasil, berbentuk batang bergandengan dua-dua,

b. streptobasil, membentuk rantai memanjang.

Bentuk bakteri sering digunakan sebagai salah satu dasar untuk identifikasi bakteri. Karena ukuran bakteri sangat kecil, yaitu hanya beberapa mikron (P) yang setara dengan 0,001 mm dari yang terkecil kira-kira 1/10 P – 100 P maka untuk melihatnya harus menggunakan alat bantu mikroskop.

b.  Struktur Sel Bakteri

Dapat diamati bahwa stuktur sel bakteri masih sangat sederhana yang tersusun atas dinding sel dan isi sel. Permukaan paling luar dilindungi oleh kapsul berupa lapisan lendir yang juga berfungsi sebagai cadangan makanan. Akan tetapi untuk bakteri penyebab penyakit, kapsul ini berfungsi untuk menginfeksi inangnya (daya virulensi). Adapun pada lapisan di dalamnya terdapat dinding sel yang sangat kaku sehingga bisa memberikan bentuk dari bakteri itu sendiri, juga berfungsi untuk melindungi isi sel. Dinding sel ini tidak mengandung selulosa, tetapi tersusun dari hemiselulosa dan senyawa pektin yang mengandung nitrogen dan lebih mendekati sel hewan dibandingkan sel tumbuhan.

 Berdasarkan dinding selnya, bakteri dibedakan menjadi dua, yaitu bakteri gram positif (jika timbul warna apabila diwarnai dengan tinta) dan bakteri gram negatif (tidak menimbulkan warna apabila diwarnai dengan tinta).

1)Struktur Utama di Luar Dinding Sel

i.Flagelium

Bentuk flagela seperti rambut yang teramat tipis, mencuat menembus dinding sel, fungsinya untuk pergerakan pada sel bakteri. Flagela terdiri atas tiga bagian, yaitu tubuh dasar, struktur seperti kait, dan sehelai filamen panjang di luar dinding sel. Panjangnya beberapa kali lebih panjang dari selnya, tetapi diameternya jauh lebih kecil dari diameter selnya.

Perlu Anda ketahui ada beberapa bakteri yang tidak memiliki flagelum yang disebut atrik. Berdasarkan letak dan jumlahnya, terdapat empat macam bakteri, yaitu monotorik, (memiliki satu flagelum pada salah satu ujung sel bakteri), lopotrik (memiliki dua/lebih flagela pada salah satu ujung sel bakteri), amfitrik (memiliki dua/lebih flagela di kedua ujung sel bakteri), dan peritrik (memiliki flagela di seluruh permukaan sel bakteri).

ii.Pili(fimbriae)

Bentuknya seperti filamen, tetapi bukan flagela, banyak terdapat pada bakteri gram negatif. Ukurannya lebih kecil, lebih pendek, dan lebih banyak dari flagela. Pili ini tidak berfungsi untuk pergerakan, tetapi berfungsi sebagai pintu gerbang masuknya bahan genetik selama berlangsungnya perkawinan antarbakteri.

Selain itu, pili juga mempunyai fungsi lain, yaitu sebagai alat untuk melekatkan pada berbagai permukaan jaringan hewan atau tumbuhan yang merupakan nutriennya. Contohnya, Sex pilus.

iii.Kapsul

Kapsul merupakan suatu bahan kental berupa lapisan lendir. Ukurannya dipengaruhi oleh medium tempat tumbuhnya. Kapsul bakteri mempunyai arti penting bagi bakteri maupun organisme lain. Bagi bakteri, kapsul merupakan penutup/pelindung dan juga sebagai gudang makanan cadangan. Selain itu, dapat pula menambah kemampuan bakteri untuk menginfeksi.

2) Struktur di Sebelah Dalam Dinding Sel

i.Membran Sitoplasma

Membran ini amatlah penting karena berfungsi mengendalikan keluar masuknya substansi kimiawi dalam larutan sel, yaitu mampu mengambil dan menahan nutrien seperti gula, asam amino, mineral, dalam jumlah yang sesuai dan membuang kelebihan nutrien atau produk-produk buangannya. Selain itu, juga berfungsi sebagai tempat perlekatan flagelum. Membran sitoplasma merupakan membran plasma yang membungkus sitoplasma beserta isinya.

ii.Mesosom

Apabila membran sitoplasma mengalami pelipatan ke arah dalam/ invaginasi, maka akan menghasilkan suatu struktur yang disebut mesosom. Mesosom ini selalu bersambungan dengan membran sitoplasma. Diduga mesosom bisa berfungsi dalam sintesis dinding sel dan pembelahan nukleus.

iii.Sitoplasma dan Struktur-Struktur di Dalamnya

Sitoplasma merupakan cairan yang bersifat koloid dan berisi semua zat yang diperlukan untuk kehidupan sel. Bahan sel yang dikandungnya antara lain seperti berikut.

a) Daerah sitoplasma, berisi partikel-partikel RNA protein (ribosom). Ribosom ini merupakan biosintesis protein, dijumpai pada semua sel, baik eukariotik/prokariotik.

b) Daerah nukleus, bahan nukleus/DNA di dalam sel bakteri menempati posisi dekat pusat sel dan terikat pada mesosom sitoplasma. Bahan ini sebagai alat genetik yang terdiri atas kromosom.

c) Bagian zat alir, mengandung nutrien terlarut yang terbentuk sebagai tubuh inklusi. Pada bagian tubuh ini terdiri atas lipid, glikogen, polifosfat, dan pati. Jika materi-materi ini menumpuk maka akan membentuk granul/ globul di dalam sitoplasma. Contohnya, bakteri Thiobacillus thioparus yang menumpuk sejumlah besar sulfur yang tampak seperti granul.

iiii.Plasmid dan Endospora

Pada umumnya bakteri memiliki plasmid berbentuk seperti cincin yang terdapat di dalam sitoplasma. Fungsinya untuk pertahanan sel bakteri terhadap lingkungan yang tidak menguntungkan. Sama halnya dengan plasmid dalam keadaan lingkungan yang jelek, bakteri tersebut akan membentuk endospora. Endospora ini sebenarnya adalah spora/struktur yang berdinding tebal, pembentukannya terjadi di dalam sel bakteri. Endospora ini tahan terhadap panas dengan batas sekitar 120° C. Jika kondisi telah membaik, maka endospora akan bisa tumbuh menjadi bakteri seperti semula

c.   Perkembangbiakan Bakteri

Untuk melestarikan jenisnya, bakteri bisa berkembang biak dengan cara aseksual, yaitu dengan membelah diri dan seksual, yaitu secara konjugasi. Cara-cara perkembangbiakan bakteri adalah sebagai berikut.

1)Pembelahan Sel (Biner)

                         Proses reproduksi yang paling umum dilakukan oleh bakteri adalah pembelahan biner melintang. Setelah pembentukan dinding sel melintang, maka satu sel tunggal membelah menjadi dua sel anak. Dua sel anak ini mempunyai bentuk dan ukuran yang sama dan akan tumbuh menjadi dewasa, Pembelahan ini merupakan pembelahan secara langsung, artinya tidak melalui beberapa tahap. Proses ini berlangsung sangat cepat, setiap 20 menit membelah menjadi dua.

2)Konjungsi

Konjugasi merupakan cara reproduksi bakteri secara seksual. Hal ini dapat terjadi bila dua bakteri berdekatan yang memunculkan saluran sehingga bisa saling berhubungan. Dengan demikian, maka materi genetik bisa berpindah dari satu sel ke sel lain beserta sitoplasmanya.

Sampai saat ini para ahli belum dapat menentukan jenis kelamin bakteri, tetapi suatu penelitian pernah mengatakan bahwa yang memberikan DNA ke sel bakteri lain disebut sebagai “pejantan”, demikian sebaliknya jika yang menerima disebut sebagai “betina”. Setelah terjadi konjugasi, selanjutnya yang betina akan mengadakan pembelahan biner dan demikian seterusnya. Dengan demikian, dapat diketahui bahwa reproduksi secara generatif tejadi melalui tiga tahap, yaitu:

a) transformasi (pemindahan satu gen/DNA bakteri ke sel bakteri lain);

b) konjugasi;

c) terinduksi (proses pemindahan materi genetik melalui perantaraan/ infeksi virus).

2.  Jenis-Jenis Bakteri

Pengklasifikasian bakteri masih belum memuaskan karena kurangnya diferensiasi morfologi sehingga tidak mudah untuk mengklasifikasikan bakteri. Tidak mengherankan jika dijumpai cara penggolongan bakteri berdasarkan sifat fisiologi yang melahirkan nama-nama bakteri nitrogen, bakteri belerang, dan sebagainya.

Salah satu klasifikasi yang dianut dalam taksonomi adalah penggolongan berdasarkan tempat hidupnya yang dibedakan menjadi 2 kelompok, yaitu sebagai berikut.

a.  Eubacteria

Eubacteria merupakan bakteri pada umumnya, yaitu bakteri yang sering ditemui dalam kehidupan sehari-hari, seperti yang telah kita pelajari di depan. Berikut ini beberapa jenis contoh Eubacteria.

1) Ordo Eubacteriales

Ciri-ciri dari ordo ini adalah sel-selnya berbentuk bulat atau batang yang lurus dan terpisah-pisah. Kadang-kadang membentuk koloni berupa rantai. Alat geraknya berupa flagel yang peritrik atau tidak bergerak.

Bangsa ini meliputi berbagai famili, antara lain sebagai berikut.

i. Azetobacteraceae

Ciri-cirinya adalah sel-selnya berbentuk jorong atau batang yang mirip dengan sel-sel khamir. Dia hidup bebas di dalam tanah dan merupakan penambat nitrogen. Contohnya, Azetobacter chroococcum, Azetobacter indicus, dan Azetobacter agilis.

Famili Azetobacteraceae ini sangat bermanfaat bagi kehidupan kita, misalnya karena dia penambat nitrogen di udara, maka bakteri ini menambat gas (N₂) yang ada dalam udara untuk dijadikan senyawa-senyawa yang diperlukan oleh tanaman dengan cara bersimbiosis dengan tumbuhan. Caranya bakteri menyediakan nitrat yang dibutuhkan tumbuhan dan tumbuhan menyediakan bahan makanan yang diperlukan bakteri. Dengan demikian, tumbuhan akan menjadi lebih subur karena tidak semua nitrogen dapat disediakan di dalam tanah.

Bakteri-bakteri penambat N₂ udara ada yang hidup bebas di dalam tanah, misalnya Azetobacter chroococcum.

ii. Rhizobiaceae                         

Ciri-ciri dari famili bakteri ini adalah sel-selnya berbentuk batang, kadang-kadang bercabang, seringkali bersimbiosis dengan Leguminosae dan membentuk bintil-bintil pada akarnya, serta dapat menambat nitrogen. Beberapa contoh simbiosis antara bakteri dengan tumbuhan, antara lain:

a) Rhizobium leguminosarum, membentuk bintil-bintil pada akar tanaman kacang-kacangan;

 b) Rhizobium japonicum, pada kedelai;

c) Rhizobium phaseoli, bersimbiosis dengan anggota-anggota marga Phaseoulus.

Ketiga bakteri tersebut dapat dimanfaatkan untuk menyuburkan tanaman, sama seperti pada Azetobacter. Tetapi ada juga bakteri dari famili ini yang bersifat merugikan, yaitu Agrobacterium tumefaciens yang menimbulkan pembengkakan pada akar pohon-pohonan

iii. Enterobacteriaceae

Bakteri golongan ini seringkali terdapat dalam saluran pernapasan dan saluran kencing Vertebrata. Bakteri ini hidup bebas dan juga bersifat patogen, menimbulkan fermentasi anaerobik pada glukosa, kadang-kadang laktosa. Contohnya sebagai berikut.

a) Escherichia coli, terdapat dalam usus manusia dan vertebrata lainnya. Apa peranan dari bakteri ini? Bakteri ini sangat berguna sekali bagi kehidupan manusia karena dapat membusukkan makanan dari sisa pencernaan, dapat membentuk vitamin K pada saat terjadi pembekuan darah, serta dapat menghasilan vitamin B₁₂.

b) Salmonella typhosa, Salmonella paratyphi, bakteri ini bersifat “patogen” yang menyebabkan penyakit tipus dan paratipus.

 c) Shigella dysenteriae, bakteri ini merupakan penyebab penyakit disentri.        

iv. Micrococcaceae

Sel-sel bakteri ini berbentuk seperti peluru, terdapat dalam koloni tetrade, kubus dengan masa tidak beraturan. Contohnya:

a) Sarcinalutea, Sarcina aurantiaca.

 b) Micrococcus denitrificans, menimbulkan proses denitrifikasi.

 c) Staphylococcus aureus, bersifat patogen, yaitu dapat menimbulkan berbagai penyakit.

v. Neisseriaceae

Ciri-ciri dari famili bakteri ini adalah sel-selnya berbentuk peluru, seringkali berpasangan. Contoh dari bakteri ini adalah sebagai berikut.

a) Neisseria gonnorrhoeae,(Micrococcus gonnorrhoe) penyebab penyakit kelamin kencing nanah yang dikenal dengan nama “raja singa”.

b) Neisseria meningitis, penyebab penyakit meningitis.

c) Veillonella parvula, dalam mulut dan saluran pencernaan makanan manusia dan hewan.

vi. Lactobacillaceae

Ciri-ciri bakteri ini berbentuk peluru/batang yang dapat menimbulkan fermentasi asam laktat. Contohnya :

a) Lactobacillus caucasicus, dengan khamir dapat dibuat “yoghurt”.

b) Streptococcus pyogenes, dapat menimbulkan nanah dan keracunan darah bila menginfeksi tubuh manusia.

c) Diplococcus pneumoniae, menyebabkan penyakit pneumonia (radang paru-paru).

vii. Bacillaceae

Sel-sel dari bakteri ini berbentuk batang, dapat menghasilkan endospora dalam keadaan lingkungan yang jelek. Contohnya:

a) Bacillus subtilis, bakteri penghasil basitrains;

b) Bacillus anthracis, penyebab penyakit antraks;

c) Bacillus polymixa, penghasil polimiksin;

d) Closteridium pasteurianum, bakteri anaerob yang dapat menambat nitrogen.

1) Ordo Actinomycetes

Sel-sel Actinomycetes memanjang mirip hifa cendawan, cenderung membentuk percabangan. Ada beberapa famili, yaitu:

1) Mycobacteriaceae, sel-selnya tidak membentuk miselium. Contoh: Mycobacterium tuberculosis, penyebab penyakit tuberculosis/TBC. M. lepra, penyebab penyakit kusta.

2) Actinomycetaceae, membentuk miselium dan spora terbentuk dalam fragmen-fragmen miselium.

3) Streptomycetaceae, membentuk miselium dan miselium vegetatif tidak terbagi-bagi. Contoh: Streptomyces aureofaciens, menghasilkan aureomisin. S. grisens, menghasilkan streptomisin.

b.  Archaebacteria

Bakteri ini sangat berbeda dengan bakteri pada umumnya, karena beberapa di antaranya memiliki sifat-sifat yang dapat memungkinkan menjadi salah satu penyebab bentuk-bentuk kehidupan pertama di bumi ini. Untuk itulah dinamakan “Archaebacteria” (bahasa Yunani archaio berarti kuno).

 Bakteri ini menyerupai bakteri lainnya. Ciri-cirinya antara lain prokariota, (ingatlah kembali ciri-ciri prokariot, yaitu tidak mempunyai nukleus, memiliki dinding sel, tetapi tidak terbuat dari peptidoglikan). Alat pembuat proteinnya, yaitu RNA mirip yang terdapat pada eukariota yang diracuni oleh toksin difteria sehingga RNA dan ribosom sangat berbeda, jadi RNA-nya sangat berbeda dengan bakteri umumnya.

 Para peneliti sudah menemukan beberapa jenis Archaebacteria, di antaranya seperti berikut.

a. Metanobacteria, merupakan kelompok bakteri yang luas penyebarannya. Bakteri ini bersifat hemoautotrof, yaitu proses metabolismenya menghasilkan metana dari reaksi karbon dioksida dan hidrogen. Reaksinya adalah:  4H2+CO₂  CH₄    +   2H₂O

Bakteri ini juga tidak memerlukan oksigen (anaerob), dapat bertahan hidup, dan diduga telah ada di dalam bumi sejak awal. Sekarang ini mereka hidup di tepi rawa, payau metana, atau gas rawa. Mereka jugabisa hidup di rumen sapi yang ada di lambung sapi karena terdapat hidrogen dan karbon dioksida yang dihasilkan oleh mikroorganisme  lain yang hidup di sapi. Jenis methanogenik yang hidup di laut mendapatkan makanan bakteri dari bahan organisme yang tenggelam di dasar laut. Ada juga beberapa jenis ini yang bersimbiosis dengan air panas pada suhu 110°C. Bakteri ini dapat bertahan hidup pada suhu yang tinggi karena struktur selnya yang meliputi DNA, protein dan membrannya telah beradaptasi. Suhu optimumnya untuk tumbuh dengan baik, yaitu 98°C dan akan mati di bawah 84°C.

b. Jenis Archaebacteria Halobacterium habitatnya di Laut Mati dan Great Salt Lake (berkadar garam tinggi), yang habitatnya sangat asin sekali. Beberapa jenis bakteri ini mempunyai klorofil ungu yang disebut bakteri orhodopsin, sehingga mampu melakukan fotosintesis.

c. Jenis Archaebacteria Thermoplasma (kelompok thermoasidofil) yang ditemukan dalam air asam dari mata air belerang yang panas. Bakteri ini dapat mengoksidasi sulfur. Banyak ditemukan di lubang vulkanik, kawah vulkanik dan mata air bersulfat seperti di Yellow Stone, Amerika.

Para peneliti sudah berusaha meneliti secara lebih mendalam terhadap semua jenis Archaebacteria dengan membiakkannya di laboratorium, tetapi ternyata bakteri ini sangat sukar dikembangbiakkan. Dengan demikian sangat susah untuk mengetahui lebih mendalam bakteri ini. Oleh sebab itu, dapat dikatakan jenis bakteri ini sangat berbeda dengan bakteri lain, yaitu merupakan bakteri sejati tetapi bersifat eukariota.

3.  Peranan Bakteri Dalam Kehidupan Manusia

Tahukah Anda dalam kehidupan manusia bakteri ada yang menguntungkan namun ada pula yang merugikan. Bakteri yang menguntungkan, yaitu bakteri yang sering digunakan dalam industri atau proses dalam pengubahan suatu zat. Sedangkan bakteri yang merugikan, yaitu hidupnya bersifat parasit pada manusia, hewan, dan tumbuhan. Berikut ini beberapa contoh bakteri yang bersifat menguntungkan dan merugikan.

a.  Peranan yang Menguntungkan/Apatogen

Contoh-contoh dari bakteri yang menguntungkan adalah sebagai berikut:

          i.     Bakteri penghasil antibiotik yang berguna bagi manusia, (ordo bakteri Actinomycetes)

        ii.     Bakteri yang bermanfaat dalam produksi bahan makanan

b.  Peranan yang Merugikan/Patogen

          i.     Bakteri yang menyebabkan penyakit pada manusia.

        ii.     Bakteri yang menyebabkan penyakit pada hewan ternak.

      iii.     Bakteri yang merusak bahan makanan

1) Acetobacter, mengubah etanol (alkohol) menjadi asam cuka sehingga merugikan perusahaan anggur.

 2) Pseudomonas cocovenans, membentuk asam bongkrek (racun) dari tempe bongkrek.

 3) Clostridium botulinum, penghasil racun makanan dan asam butirat.

      iv.     Bakteri yang merusak pada tanaman.

4.  Penanggulangan Terhadap Bakteri yang Merugikan

Cobalah Anda amati keadaan sekitar! Bakteri yang merugikan manusia adalah bakteri yang dapat merusak makanan dan menimbulkan penyakit, seperti yang Anda pelajari di atas. Bagaimana caranya untuk menanggulangi bakteri yang merugikan ini?

a.  Pengawetan Makanan

Pengawetan makanan merupakan salah satu usaha membuat kondisi makanan tidak mudah rusak oleh bakteri karena bakteri yang masuk ke dalam makanan tidak dapat tumbuh. Tahukah Anda mikroorganisme tidak dapat timbul pada lingkungan yang berkadar garam tinggi, di daerah kadar gula tinggi, kadar asam, kadar air rendah, dan suhu yang rendah. Bagaimanakah caranya menyawetkan makanan? Contoh pengawetan makanan adalah dengan cara pemanisan, pengeringan, pengasapan, pengasinan, pendinginan, pengasaman, dan diberi bahan pengawet makanan, yaitu asam benzoat. Coba Anda berikan contoh makanan hasil dari pengawetan makanan tersebut? Ingatlah hindari pengawetan makanan dengan diberi formalin asam boraks! Seperti yang telah kita ketahui di Indonesia belum lama ini terjadi kasus keracunan makanan dengan pemberian formalin.

b.  Pengolahan Makanan

Pengolahan makanan dapat dilakukan dengan cara pemanasan. Bentuk pemanasan dapat berupa pasteurisasi. Pasteurisasi adalah bentuk pemanasan susu sampai 70°C agar susu tidak terurai dan mudah dicerna. Susu ini dapat bertahan 12 jam dari bakteri patogen, misalnya Salmonella dan Mycobacterium. Selain itu, dapat juga untuk mepertahankan rasa dan aroma. Sterilisasi berasal dari kata steril yang berarti bebas mikroorganisme.

Sterilisasi merupakan pengolahan makanan dengan cara pemanasan menggunakan udara panas atau uap air panas yang bertekanan tinggi. Alat yang digunakan adalah oven atau autoklaf. Sterilisasi ini ada dua macam, yaitu sterilisasi alat dan bahan makanan. Sterilisasi biasa dilakukan pada industri makanan dan minuman. Contohnya, makanan dan minuman kaleng.

c.   Manjaga Kebersihan dan Kesehatan Diri serta Lingkungan

Cara hidup yang sehat adalah selalu tetap menjaga kebersihan dan kesehatan diri dengan lingkungan. Bagaimana cara agar terhindar dari berbagai penyakit? Upaya untuk menjaga kebersihan dan kesehatan dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut

a. Selalu menjaga badan yaitu dengan cara mandi teratur, dan mencuci tangan sebelum makan.

 b. Olahraga dengan teratur.

c. Makan makanan bergizi.

d. Istirahat yang cukup.

e. Menjaga kebersihan lingkungan.

f. Imunisasi.



***Silahkan Kirim Mata Pelajaran yang Ingin Kamu Butuhkan Dikolom Komentar***

Pelajaran Biologi - Virus

a.  Ciri – Ciri Virus

Istilah virus memiliki arti racun. Sedikit Anda telah mengerti bahwa keberadaan virus mempunyai dua fase, yaitu satu di dalam sel-sel hidup dan satu di luar sel-sel hidup. Di luar inangnya virus mempunyai ciri tersendiri, yaitu mempunyai partikel sangat kecil yang hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron dan mereka bisa lolos melewati pori-pori saringan yang tidak memungkinkan dilewati oleh bakteri. Mereka memperbanyak diri hanya di dalam sel-sel hewan, tumbuh-tumbuhan, dan mikroorganisme lain. Dengan demikian, dapat dikatakan virus sebagai “parasit obligat”. Apakah hal tersebut sudah dibuktikan? Bukti yang pertama kali dilakukan oleh D.J. Ivanovsky (seorang ahli Botani dari Rusia) pada tahun 1892, yaitu dengan membuat preparat dari ekstrak daun tembakau yang terserang penyakit mosaik tembakau. Selanjutnya, ekstrak tersebut disaring melalui penyaringan yang demikian halusnya sehingga setiap bakteri yang ada dapat tersaring. Cairan hasil dari penyaringan kemudian dioleskan pada daun yang sehat. Hasilnya ternyata di luar dugaan, yaitu daun menjadi sakit. Kasus tersebut dilanjutkan oleh Wendell Stanley pada tahun 1935 dari Amerika Serikat, yang berhasil mengisolasi dan mengkristalkan virus mosaik tembakau. Apabila kristal virus diinjeksikan pada tanaman yang sehat, maka virus akan segera aktif mengganda, yang berarti ia bukan sel, jadi virus berbeda dengan bakteri.

a.  Ukuran Virus

Virus adalah partikel berukuran sangat kecil yang dapat menginfeksi hampir semua jenis makhluk hidup. Kita tidak dapat melihat virus dengan mata telanjang, tetapi harus menggunakan mikroskop elektron, karena ukurannya sangat mikroskopik. Virus mempunyai ukuran sekitar 20 – 30 nanometer (nm), 1 nm = 1/1.000.000.000 meter. Ukurannya rata-rata 50 kali lebih kecil dari bakteri.

b.  Bentuk Virus

Virus mempunyai struktur sederhana, yang hanya terdiri atas selubung atau protein pelindung yang disebut kapsid yang tersusun atas molekul protein dan bagian isi yang tersusun atas asam nukleat berupa DNA atau RNA, dapat pula dilengkapi dengan pembungkus atau envelope dari lipoprotein (lipid dan protein) yang merupakan membran plasma dan berasal dari sel inang virus.  Apabila pembungkus ini dibangun oleh subunit yang sama atau identik disebut kapsomer. Bentuk kapsomer ini sangat simetris dan suatu saat dapat mengkristal. Gabungan kapsomer ini akan membentuk kapsid. Dengan demikian dapat diketahui, sebuah virus memiliki bagian-bagian, yaitu memiliki materi genetik yang terbungkus oleh pembungkus protein yang dinamakan virion atau partikel virus. Jadi, virus tidak memiliki sitoplasma serta tidak memiliki organela sehingga tidak melakukan metabolisme.

c.   Cara Hidup Virus

Virus bersifat sebagai parasit obligat, jadi dia tidak dapat hidup di alam secara bebas, tetapi harus berada di dalam makhluk hidup lain. Apabila hidup di dalam makhluk hidup, maka virus akan berkembang biak, misalnya di dalam sel bakteri, sel hewan, atau sel tumbuhan tingkat tinggi. Dasar inilah yang digunakan untuk membedakan jenis-jenis virus. Jenis virus ada tiga, yaitu virus bakteri, virus hewan, dan virus tumbuhan. Pada virus hewan terdapat asam nukleat DNA dan RNA, sedangkan virus tumbuhan berisi RNA. Pada DNA umumnya berantai ganda terpilin (double helix), contoh virus ini antara lain virus influenza, virus herpes, virus kutil, virus alat kelamin, virus belek, dan virus yang menyebabkan kanker. DNA yang berantai tunggal, contohnya virus yang berhubungan dengan cacar. Untuk virus RNA, baik yang berantai ganda atau tunggal semuanya tidak terpilin, contoh virus RNA antara lain TMV (Tobacco Mozaic Virus), virus polio, virus HIV.

b.  Bakteriofage

Bakteriofage (sederhananya fage) merupakan virus yang menginfeksi/ menyerang bakteri. Virus ini sering digunakan oleh para ilmuwan untuk penelaahan lebih mendalam tentang virus. Mengapa model bakteriofage yang digunakan sebagai model penelitian para ilmuan tersebut? Virus fage mudah ditumbuhkan pada bakteri (inang). Virus yang hidup pada bakteri tersebut mudah dipelihara dengan kondisi yang dapat dikendalikan seperti waktu, kerja, dan ruangan yang relatif sedikit dibandingkan dengan pemeliharaan inang berupa tumbuhan dan hewan. Oleh karena itulah, bakteriofage menjadi perhatian yang besar untuk penelitian virus. Bakteriofage adalah kesatuan biologis paling sederhana yang diketahui mampu mereplikasi dirinya (mampu menggandakan dirinya sendiri menjadi lebih banyak). Dengan demikian, jasad renik ini dijadikan penelitian dalam genetika, yaitu dijadikan sistem model untuk mempelajari patogenesitas yang disebabkan virus.

a.  Ciri-Ciri Umum Bakteriofage

Bentuknya hampir sama seperti virus, yaitu terdiri atas sebuah inti asam nukleat yang dikelilingi oleh selubung protein. Virus ini mempunyai ekor yang digunakan untuk melewatkan asam nukleatnya ketika menginokulasi sel inang.

b.  Morfologi dan Struktur Bakterifage

Jika kita amati, tubuh bakteriofage tersusun atas kepala, ekor, dan serabut ekor. Kepala berbentuk polyhedral (segi banyak) yang di dalamnya mengandung DNA atau RNA saja. Dari kepala muncul tubus atau selubung memanjang yang dinamakan sebagai ekor virus. Ekor ini bertugas sebagai alat penginfeksi. Bagian antara kepala dan ekor memiliki selubung yang disebut kapsid. Kapsid tersusun atas molekul-molekul protein, oleh sebab itu disebut sebagai selubung protein atau pembungkus protein, fungsinya sebagai pelindung asam nukleat (DNA dan RNA), dapat membantu menginfeksi virus ke sel inangnya dan menentukan macam sel yang akan dilekati. Coba perhatikan, pada bagian ujungnya ditumbuhi serabut-serabut ekor yang dapat berfungsi sebagai penerima rangsang atau reseptor. Sejumlah subunit molekul protein yang menyusun kapsid dan identik satu dengan yang lain disebut kapsomer. Telah kita ketahui bahwa ekor bakteriofage bertugas untuk menginfeksi. Tahukah Anda bahwa bakteriofage sebenarnya mempunyai dua tipe cara menginfeksi, yaitu litik atau virulen dan tenang atau lisogenik. Cara-cara menginfeksi bakteriofage tersebut juga sekaligus digunakan sebagai cara bereproduksi (memperbanyak diri).

c.Reproduksi Bakteriofage

Daur Litik

a. Fase adsorbsi (penempelan), pada fase ini, awalnya ditandai dengan adanya ujung ekor menempel/melekat pada dinding sel bekteri. Penempelan tersebut dapat terjadi apabila serabut dan ekor virus melekat pada dinding sel bakteri. Virus menempel hanya pada tempattempat khusus, yakni pada permukaan dinding sel bakteri yang memiliki protein khusus yang dapat ditempeli protein virus. Menempelnya protein virus pada protein dinding sel bakteri itu sangat khas, mirip kunci dan gembok. Virus dapat menempel pada sel-sel tertentu yang diinginkan karena memiliki reseptor pada ujung-ujung serabut ekor. Setelah menempel, virus mengeluarkan enzim lisozim (enzim penghancur) sehingga terbentuk lubang pada dinding bakteri atau inang.

b. Fase injeksi (penetrasi), selubung (seludang) sel berkontraksi yang mendorong inti ekor ke dalam sel melalui dinding dan membran sel, kemudian virus tersebut menginjeksikan DNA ke dalam sel bakteri. Namun demikian, seludang protein yang membentuk kepala dan ekor fage tetap tertinggal di luar sel. Setelah menginjeksi kemudian akan terlepas dan tidak berfungsi lagi.

c. Fase sintesis, DNA  virus yang telah diinjeksikan yang mengandung enzim lisozim ke dalam akan menghancurkan DNA bakteri, sehingga DNA  virus yang berperan mengambil alih kehidupan. Kemudian DNA virus mereplikasi diri berulang-ulang dengan cara menggandakan diri dalam jumlah yang banyak, selanjutnya melakukan sintesis protein dari ribosom bakteri yang akan diubah manjadi bagian-bagian kapsid seperti kepala, ekor, dan serabut ekor.

d. Fase perakitan, bagian-bagian kapsid kepala, ekor, dan rambut ekor yang mula-mula terpisah selanjutnya dirakit menjadi kapsid virus kemudian DNA virus masuk ke dalamnya, maka terbentuklah tubuh virus yang utuh.

e. Fase litik, ketika perakitan telah selesai yang ditandai dengan terbentuknya tubuh virus baru yang utuh. Virus ini telah mengambil alih perlengkapan metabolik sel inang bakteri yang menyebabkan memuat asam nukleat virus dari pada asam nukleat bakteri. Setelah sekitar 20 menit dari infeksi awal sudah terbentuk 200 bakteriofage yang telah terakit dan sel bakteri itu pun meledak pecah (lisis) dan melepaskan fage-fage baru/virus akan keluar  untuk mencari/menginfeksi bateri-bakteri lain sebagai inangnya, begitu seterusnya dan memulai lagi daur hidup tersebut.

Daur Lisogenik

Pada daur ini juga mengalami fase yang sama dengan daur litik, yaitu melalui fase adsorbsi dan fase injeksi. Selanjutnya, akan mengalami fase-fase berikut.

a. Fase penggabungan, karena DNA bakteri terinfeksi DNA virus, hal tersebut akan mengakibatkan benang ganda berpilin DNA bakteri menjadi putus, selanjutnya DNA virus menyisip di antara putusan dan menggabung dengan benang bakteri. Dengan demikian, bakteri yang terinfeksi akan memiliki DNA virus.

b. Fase pembelahan, karena terjadi penggabungan, maka DNA virus menjadi satu dengan DNA bakteri dan DNA virus menjadi tidak aktif disebut profage. Dengan demi– kian, jika DNA bakteri melakukan replikasi, maka DNA virus yang tidak aktif (profage) juga ikut melakukan replikasi. Misalnya, apabila DNA bakteri membelah diri terbentuk dua sel bakteri, maka DNA virus juga identik membelah diri menjadi dua seperti DNA bakteri, begitu seterusnya.

c. Fase sintesis, dalam keadaan tertentu jika DNA virus yang tidak aktif (profage) terkena zat kimia tertentu atau terkena radiasi tinggi, maka DNA virus akan menjadi aktif kemudian menghancurkan DNA bakteri dan memisahkan diri. Selanjutnya, DNA virus tersebut mensintesis protein sel bakteri (inangnya) untuk digunakan sebagai kapsid bagi virus-virus baru dan sekaligus melakukan replikasi diri menjadi banyak.

d. Fase perakitan: kapsid-kapsid dirakit menjadi kapsid virus yang utuh, yang berfungsi sebagai selubung virus. Kapsid baru virus terbentuk. Selanjutnya, DNA hasil replikasi masuk ke dalamnya guna membentuk virus-virus baru.

e. Fase litik, fase ini sama dengan daur litik. Setelah terbentuk bakteri virus baru terjadilah lisis sel. Virus-virus yang, terbentuk berhamburan keluar sel bakteri guna menyerang bakteri baru. Dalam daur selanjutnya virus dapat mengalami daur litik atau lisogenik, demikian seterusnya.

c.  Peranan Virus dalam Kehidupan Manusia

a.  Virus yang Menguntungkan

          i.     Pembuatan Antioksidan

Para ahli memanfaatkan dengan menggabungkan sifat-sifat DNA yang menguntungkan antara virus dan gen lain sehingga sifat yang menguntungkan tersebut akan dimiliki oleh bakteri yang diinfeksi. Contohnya, DNA virus digabungkan dengan DNA manusia yang memiliki sifat antitoksin (pelawan racun/penyakit). Selanjutnya, virus tersebut diinfeksikan dengan sel bakteri sehingga sel bakteri ini memiliki sifat gen manusia, yaitu memiliki sifat antitoksin. Dengan demikian, bakteri yang semula tidak mempunyai sifat antitoksin sekarang sudah memiliki sifat antitoksin. Apabila bakteri tersebut membelah terus menerus, berarti setiap sel bakteri memiliki sifat antitoksin dan selanjutnya dapat diberikan pada manusia. Contohnya, toksoid tetanus, toksin ini dapat disuntikkan pada manusia untuk mencegah penyakit tetanus. Toksin ini biasanya diberikan pada ibu hamil dan calon pengantin. Adapun bagi penderita tetanus akan diberikan ATS (Anti Tetanus Serum).

    ii.     Untuk Melemahkan Bakteri

Apabila virus yang menginfeksi bakteri bersifat patogen, maka DNA virus yang masuk akan merusak DNA bakteri sehingga bakteri tersebut menjadi tidak berbahaya karena sifat patogennya telah rusak. Contohnya, bakteri difteri yang berbahaya akan berubah sifatnya jika di dalamnya tersambung oleh virus profage.

  iii.     Untuk Memproduksi Vaksin

Anda tentu pernah mendapat vaksin untuk mencegah terserangnya tubuh dari beberapa jenis penyakit. Vaksin digunakan manusia untuk memperoleh kekebalan tubuh/antibodi. Vaksin ini sebenarnya merupakan bibit penyakit yang telah dilemahkan dan apabila menyerang manusia tidak akan berbahaya lagi. Untuk itulah diperlukan vaksin bagi tubuh kita. Jika ada penyakit yang menyerang manusia, maka tubuh telah memiliki kekebalan yang berasal dari antibodi bagi penyakit tersebut. Contohnya, vaksin cacar, polio, dan campak.

b.Vrus yang Merugikan

      i.     Influenza

Apabila segera diobati, penyakit ini akan segera hilang, akan tetapi seseorang bisa terserang penyakit itu kembali. Jadi, penyakit influenza tidak menimbulkan kekebalan pada tubuh.

Penyakit tersebut dapat dicegah dengan meningkatkan daya tahan tubuh, antara lain dengan makan makanan yang bergizi, istirahat yang cukup, olahraga teratur, serta menjaga kebersihan badan dan lingkungan.

    ii.     Virus Flu Burung

Gejala awalnya adalah terjadi kenaikan suhu tubuh yang tinggi hingga 39°C, tubuh panas, sakit tenggorokan, keluar lendir bening dari hidung, sesak napas, dan batuk. Jika tidak ditangani segera, maka akan mengalami penurunan kondisi tubuh sehingga menyebabkan radang paru-paru (pneumonia) dan kekebalan tubuh turun drastis. Bila kondisi tubuh sudah demikian, maka akan terjadi kematian. Penyebab flu burung adalah virus influenza tipe A yang berdiameter 90 – 120 nanometer. Virus ini termasuk dalam famili Orthomyxoviridae, genus influenza virus. Pada bagian luar virus terdapat tonjolan-tonjolan menyerupai jarum. Tonjolan Haemaglutinin (H) membuat virus memiliki kemampuan mengaglutinasi (menggumpalkan) eritrosit. Tonjolan yang lain mengandung enzim Nevtamidase (N) yang berhubungan dengan sistem saraf sehingga membuat virus memiliki kemampuan menyerang sistem saraf. Tahukah Anda virus flu burung hidup dalam saluran pencernaan unggas, kemudian dapat menyerang berbagai sistem dalam tubuh unggas. Virus ini menyebar dalam tubuh melalui peredaran darah. Virus Avian influenza umumnya menyerang unggas, tetapi dapat pula menyerang burungburung lain bahkan ke hewan lain seperti babi, kucing, harimau, kuda, dan anjing laut. Cara mencegah meluasnya penularan flu burung ke manusia, yaitu dengan tindakan pemusnahan (depopulasi) terhadap unggas yang terinfeksi virus flu burung. Dari segi pengobatan, sementara orangorang sering menggunakan “Tamiflu” obat untuk mengobati flu burung. Sebenarnya flu burung ini belum ada obatnya, dalam arti tidak ada obat Sumber: Mikrobiologi 2, 2006 Gambar 3.13 Cara penularan flu burung

78 Biologi SMA/MA Kelas X

yang secara aktif dapat langsung menghancurkan virusnya. Cara yang paling efektif adalah pencegahan dengan jalan pemberian vaksin atau imunisasi.

iii.          Virus SARS

SARS singkatan dari Severe Acute Respiratori Syndrome, yaitu penyakit sindrom pernapasan akut yang menyebabkan terjadinya infeksi pada saluran pernapasan. Gejalanya mirip seperti flu, yaitu demam, batuk, radang tenggorokan, dan sesak napas. Gejala ini muncul 2 - 10 hari setelah terinfeksi. Virus SARS akan menyerang paru-paru sehingga jumlah sel darah putih menjadi berkurang.

iv.          Herpes Simplex

Penyakit herpes umumnya menyerang kulit. Ketika terserang penyakit ini, kulit terasa panas, gatal, memerah, perih, dan melepuh. Jika dibiarkan akan menyerang saraf kita. Sebenarnya ada dua tipe herpes, tipe pertama adalah herpes yang menyerang pipi, hidung, mulut, dagu, dan hidung. Pada tipe ini, penularannya terjadi melalui handuk, ciuman, atau alat makan yang terkena cairan dari orang yang menderita penyakit. Penularan penyakit ini sangat cepat. Tipe kedua adalah herpes yang menyerang alat kelamin. Penyakit ini ditularkan melalui hubungan badan. Jika sudah terkena, harus segera mendapat pengobatan dari dokter.

v.          Mata Memerah(Belek)

Gejala penyakit ini, antara lain mata meradang dan berwarna merah serta banyak mengeluarkan air mata dan kotoran. Apabila terserang penyakit ini, segeralah Anda pergi ke dokter untuk mendapat pengobatan.