11

BAB ISTRUKTUR BAKTERI DAN TAKSONOMI

Mikroorganisme dapat diklasifikasikan dalam grup utama : alga, protozoa, fungi, bakteri, virus dan organisme intermedia antara virus dan bakteri (rickettsiae dan chlamydiae). Bakteri, fungi, dan protozoa digolongkan ke dalam kingdom protista.

Eukariot dan ProkariotCara lain untuk mengklasifikasikan organisme seluler adalah dengan mengelompokkannya ke dlm prokariot atau eukariot. Fungi, protozoa, dan manusia adalah eukariot, sedangkan bakteri adalah prokariot.

1.1 MORFOLOGI1.1.1 Bentuk dan UkuranBentuk bakteri ditentukan oleh ke-rigid-an dinding selnya. Bakteri diklasifikan berdasarkan 3 bentuk dasar :1. Cocci (spherical)2. Bacili (rod-shaped)3. Spirochaetes (helical)Beberapa bakteri yang memiliki bentuk yang bervariasi, terlihat berbentuk seperti coccus dan basil, disebut pleomorphic.Ukuran bakteri bervariasi antara 0.2 sampai 5. Ukuran bakteri terkecil mendekati ukuran virus yang terbesar (poxviruses), sedangkan basil terpanjang mendekati panjang jamur dan sel darah merah manusia (7m).Bakteri dapat terlihat dengan formasi berpasangan (diplococci), rantai (streptococci), seperti anggur/cluster (staphylococci), atau palisade (corynebacteria)Macam-macam bentuk bakteri secara umum:1. Kokus/bulat2. Batang/basil3. Koma/lengkung4. SpiralSedangkan formasi bakteri secara umum dibagi atas :1. Tunggal2. Berpasangan3. Bergerombol,a. Kokus bergerombol (stafilokokus)b. Kokus berantai (streptokokus)c. Kokus berpasangan (diplokokus)d. Berkelompok 4-4 (tetrad)

Berbagai formasi bakteri

1.1.2 Karakteristik Pewarnaan GramBakteri dapat dikelompokkan ke dalam 2 kategori besar berdasarkan karakteristik pewarnaan dinding selnya. Pewarna yang digunakan, disebut Gram stain (pewarna Gram) membagi bakteri ke dalam grup Gram-positif (ungu) dan grup Gram-negatif (pink). Pewarnaan ini berguna untuk mengidentifikasi dan terapi infeksi bakteri karena, secara umum, bakteri Gram-positif lebih rentan terhadap penicillin dibandingkan bakteri Gram-negatif.

1.1.3 Struktur

Struktur sel prokariotik

1. Kapsul 2. Glikokaliks (slime layer)3. Dinding sel4. Membran sel5. Flagella6. Mesosom7. Fimbriae/pili8. Sitoplasma9. Nukleoid10. Ribosom11. Cytoplasmic inclusions12. Endospora

Tidak semua organisme prokariotik memiliki organel-organel di atas, misalnya beberapa organisme tidak memiliki kapsul.1. Kapsul dan glikokaliksKapsul merupakan suatu lapisan yang menyelubungi tubuh bakteri tertentu yang umumnya terdiri dari polisakarida dan kadang-kadang protein(misalnya pada Bacillus anthracis). Kapsul memiliki peranan penting antara lain :

a. Menjadi perantara adhesi dari bakteri ke jaringan manusiab. menghambat fagositosis, oleh karena itu kapsul berkaitan erat dengan virulensi bakteric. membantu identifikasi laboratorium dari suatu organisme (misalnya pada reaksi quellung)d. polisakarida dari kapsul bakteri dapat digunakan sebagai antigen pada beberapa vaksin karena mampu menyediakan antibodiSedangkan glikokaliks adalah lapisan polisakarida yang menutupi tubuh bakteri dan membuat bakteri melekat kuat pada beberapa struktur seperti mukosa mulut, gigi, katup jantung, dan kateter. Misalnya pada Streptococcus mutans, organisme kariogenik. Perbedaan kapsul dengan glikokaliks adalah pada glikokaliks terdapat fibril-fibril yang meluas ke luar sel.

2. Dinding selDinding sel merupakan struktur multilapis yang berada di luar membran sitoplasma.Dinding sel membuat sel bakteri lebih kaku dibandingkan sel yang tidak memiliki dinding sel(misalnya sel hewan). Lapisan dalam dinding sel tersusun atas peptidoglikan yang bagian luarnya dilapisi oleh variasi komposisi lainnya tergantung jenis sel bakterinya(Gram positif atau Gram negatif).Dinding sel bakteri Gram positif dan Gram negatif memiliki perbedaan struktur dan komposisi kimia:a. Peptidoglikan pada bakteri Gram positif lebih tebal dibandingkan pada bakteri Gram negatifb. Bakteri Gram negatif memiliki membran luar yang kompleks terdiri dari lipopolisakarida,lipoprotein,dan fosfolipid. Selain itu pada bakteri Gram negatif terdapat ruang periplasma. Di ruang ini dihasilkan beberapa enzim yang mampu menghancurkan obat-obatan seperti penisilin(misalnya enzim laktamase)c. Lipopolisakarida pada bakteri Gram negatif mengandung endotoksin. Endotoksin berperan pada demam dan syok.d. Dinding sel beberapa jenis bakteri(misalnya Mycobacterium tuberculosis) mengandung lipid yang disebut asam mikolat(mycolic acid) yang tidak dapat diwarnai dengan pengecatan Gram biasa. Hal ini menyebabkan bakteri tersebut bersifat tahan asam(resisten terhadap dekolorisasi dengan acid-alcohol setelah diwarnai dengan karbol fukhsin)

Perbedaan struktur dinding sel bakteri Gram positif dan Gram negatifGram (+)Gram(-)

Dinding seltebalTipis

PeptidoglikanTebaltipis

Asam teikhoat/asam lipoteikhoatadaTidak ada

Lipid;polisakaridarendahTinggi

Membran luarTidak adaada

Struktur dinding sel bakteri Gram positif

Struktur dinding sel bakteri Gram negatif

3. Membran sitoplasmaMembran sitoplasma berada di bawah dinding sel yang terdiri dari phospholipid bilayer yang juga terdapat pada sel eukariotik. Perbedaannya,membran sel eukariotik mengandung sterol sedangkan membran sel prokariotik tidak. Fungsi utama dari membran sitoplasma adalah :a. Transpor aktif molekul ke dalam selb. Difusi pasif dari nutrisi-nutrisi melalui membran semipermeabelc. Generasi energi melalui fosforilasi oksidatifd. Sintesis dinding sele. Penghasil enzim dan toksin

4. FlagellaMerupakan filamen/benang seperti cambuk yang menjadi alat gerak bagi beberapa bakteri. Flagella tersusun atas protein yang disebut flagelin.Letak dan junmlah flagela pada bakteri ada beberapa, yaitu :a. Monotrik (hanya memiliki satu flagella pada salah satu bagian tubuh bakteri)b. Lopotrik (flagela lebih dari satu pada satu kutub bakteri)c. Ampitrik ( flagella pada kedua ujung/kutub bakteri)d. Variasi jumlah dan letak flagela pada bakteriPeritrik (flagella di sekeliling sel bakteri)

Gerak bakteri dengan flagela antara lain meluncur,berenang,memutar, dan mendayung.

5. Fimbriae/piliFimbriae/pili merupakan filamen/benang seperti rambut, lebih pendek daripada flagela, menonjol keluar dari permukaan sel. Pili lebih banyak ditemukan pada bakteri Gram negatif. Komposisi pili adalah protein pilin. Pili terdiri dari pili biasa(common pili) dan sex pili. Sex pili digunakan untuk transfer materi genetik pada saat konjugasi bakteri.

6. MesosomMerupakan penonjolan ke dalam(invaginasi) dari membran sitoplasma yang berperan dalam pembelahan sel.

7. SitoplasmaSitoplasma sel adalah bagian sel yang terbungkus oleh membran sitoplasma/envelop sel yang di dalamnya terdapat berbagai organel sel, seperti ribosom,granula nutrisi,metabolit,dan berbagai ion.

8. NukleoidDNA bakteri terdiri dari sekitar 2000 gen yang fungsinya hampir sama dengan nukleus pada sel eukariotik. Tidak dibungkus oleh selaput seperti halnya nukleus pad sel eukariotik.

9. RibosomRibosom merupakan tempat sintesis protein. Ribosom pada bakteri/organisme prokariotik dibedakan dengan ribosom pada sel eukariotik berdasarkan ukuran dan komposisinya.10. Cytoplasmic inclusions Cytoplasmic inclusions mengandung beberapa tipe inklusi yang menjadi sumber energi misalnya polimetafosfat,polisakarida, dan -hidroksibutirat.

1.1.4 Spora BakteriSpora dibentuk sebagai respon tehadap kondisi yang merugikan oleh bakteri yang termasuk ke dalam genus Bacillus dan Clostridium. Bakteri ini membentuk spora ketika nutrisi, seperti karbon dan nitrogen, tidak mencukupi. Spora berkembang membentuk sel vegetatif yang mengandung DNA bakteri, sedikit sitoplasma, membran sel, peptidoglikan, sedikit air, dan yg terpenting, lapisan pelindung (coat) tebal seperti keratin. Lapisan ini, mengandung calsium dipicolinate dengan konsentrasi tinggi, sangat resisten terhadap panas, dehidrasi, radiasi, dan kimia. Setelah terbentuk, spora memiliki metabolisme yang lamban dan dapat berdormansi hingga bertahun-tahun. Spora terminal atau subterminal, dinamai sesuai dengan posisi berkembangnya terhadap dinding sel basillus.Ketika tersedia kondisi yang menguntungkan, 'coat' akan memproduksi enzim degradasi, spora pecah karena tubuhnya mulai bermetabolisme secara normal, menghasilkan sel bakteri secara utuh lagi.

1.2 TAKSONOMIKlasifikasi sistematis dan pengkategorian organisme menjadi grup-grup yang berurutan dinamakan taxonomi. Hal ini berguna untuk mendiagnosa mikrobiologi dan untuk mempelajari epidemiologi dan petogenitasnya. Bakteri dan fungi termasuk ke dalam kingdom protista. Walaupun organisme yang lebih tinggi diklasifikasikan berdasarkan jalur evolusinya (phylogenetically), bakteri tidak dapat diklasifikasi dengan cara sama karena sedikitnya fitur morfologi. Klasifikasi bakteri dilakukan berdasarkan fitur phenotypic difasilitasi identifikasi laboratorium yang membandingkan :

1. Morfologi (cocci, bacilli, spirochaetes)2. Staining (Gram-positif, Gram-negatif)3. Cultural requirements (aerobik, anaerobik fakultatif, anaerobik)4. Reaksi biokimia (saccharolitik, assacharolitik)5. Struktur antigen (serotypes)

Bakteri penting secara medis dan dental kebanyakan diklasifikasikan berdasarkan morfologinya, karakteristik pewarnaan Gram, dan kebutuhan atmosfernya. Klasifikasi secara sederhana yang penting dari sudut pandang medis digambarkan pada bagan berikut :Penamaan BakteriOrganisme diberi nama berdasarkan sistem hierarki yang dimulai dari kingdom,divisi/phylum,subdivisi,kelas,ordo,famili,genus, dan spesies. Penamaan organisme umumnya menggunakan sistem binomial nomenklatur.Syaratnya:a. Terdiri dari dua katab. Kata pertama diawali huruf kapital mewakili nama genus organisme tersebutc. Kata kedua diawali huruf kecil mewakili nama spesiesd. Keduanya dicetak miring/digarisbawahiContohnya : Streptococcus salivariusPenamaan bakteri berdasarkan :a. Penyakit yang ditimbulkannya,misalnya Mycobacterium tuberculosis b. Penemunya,misalnya genus Pasteurellac. Tempat ditemukannya,misalnya Nocardia brasiliensis

1