Pengaruh Struktur Bakteri Terhadap Resistansi

Ilustrasi struktur bakteri

Bakteri adalah mikroorganisme bersel tunggal. Bakteri termasuk prokariota. Mereka adalah bentuk kehidupan paling sederhana dan paling kecil. Ukuran bakteri bervariasi antara 0,2 hingga 100 mikron. Ukuran dan struktur bakteri lebih kecil dan sederhana dari pada protozoa, alga, atau fungi.

Bakteri hidup di berbagai habitat, misalnya di tanah, mata air panas, limbah radioaktif, laut hingga di bawah permukaan bumi. Ilmu yang mempelajari bakteri disebut bakteriologi, yang merupakan cabang dari mikrobiologi.

Bentuk Bakteri

Para peneliti bakteri terdahulu berpendapat bahwa bakteri adalah hewan-hewan kecil dan mengelompokkannya bersama hewan mikroskopis yang disebut protozoa. Kemudian, bakteri digolongkan ke dalam tumbuh-tumbuhan oleh banyak ahli biologi dan diklasifikasikan dengan nama schizomycophyta, yang artinya, ”tumbuhan jamur yang membelah diri”.

Hal ini didasarkan pada proses perkembangbiakan bakteri tidak melalui kawin, tapi melalui proses pembelahan sel sederhana. Pembelahan sel mungkin terjadi dengan kecepatan luar biasa, yaitu setiap 15 atau 20 menit dalam keadaan suhu, kelembapan, dan jumlah makanan yang sesuai.

Organisme bakteri adalah salah satu organisme mikroskopik karena organisme ini sulit untuk dideteksi, terutama sebelum ditemukannya mikroskop. Akan tetapi, setelah abad ke-19, mulai berkembang ilmu tentang mikroorganisme, terutama bakteri (bakteriologi). Ciri-ciri umum bakteri adalah sebagai berikut.

• Bakteri bersel satu dengan ukuran sangat kecil. Ukuran terbesar jarang melebih, 0,005 mm. Beberapa bakteri hanya berukuran 0,00015 mm, sehingga hanya dapat dilihat melalui mikroskop.

• Secara umum ada tiga bentuk tubuh bakteri, yaitu lonjong/bulat (kokus), batang/silinder (basilus), dan berbentuk spiral/sekrup (sprilium).

• Bakteri memiliki dinding sel yang sangat tipis, yang terdiri atas selulosa dan kitin.

Bentuk bakteri bermacam-macam, dari bulat hingga spiral. Ada juga bakteri yang memiliki ekor, seperti pecut (flagella) atau berambut (silia), yang berguna sebagai alat gerak. Secara garis besar bentuk bakteri adalah sebagai berikut.

• Bacillus (batang), misalnya Bacillus, Lactobacillus, dan Pseudomonas.

• Coccus (bulat), misalnya Micrococcus, Streptococcus, dan Sarcine.

• Spirilla (spiral), misalnya Vibrio, Triponema, dan Camphilovector.

Seiiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan, ilmu tentang bakteri telah berhasil ditelusur oleh para ilmuan. Para ilmuan yang berperan penting dalam perkembangan ilmu tersebut adalah Robert Hooke, Antoni van Leeuwenhoek, Ferdinand Cohn, dan Robert Koch.

Pada tahun 1828, Ehrenberg memperkenalkan istilah bacterium yang diambil dari bahasa Yunani bakterion, yang berarti batang-batang kecil. Setelah Louis Pasteur melakukan berbagai percobaan, istilah bakteri ini mulai berkembang dan melahirkan cabang ilmu mikrobiologi. Jadi, Bakteriologi adalah salah satu cabang mikrobiologi yang mempelajari biologi bakteri.

Pada tahun 1635-1703, seorang ahli matematika dan sejarahwan berkebangsaan Inggris, Robert Hooke, menulis sebuah buku yang berjudul “Micrographia” (1665) yang berisi tentang hasil pengamatan yang dilakukannya menggunakan mikroskop sederhana.  

Akan tetapi, Robert Hook belum dapat menemukan struktur pada bakteri, sedangkan dalam bukunya, tergambar hasil penemuannya mengenai tubuh buah kapang. Tapi, buku ini menjadi sumber dari deskripsi awal dari mikroorganisme.

Pada era yang sama dengan Robert Hook, Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) melakukan pengamatan dengan menggunakan mikroskop sangat sederhana. Kemudian, ia terinspirasi oleh Robert Hooke untuk membuat sebuah mikroskop rancangan sendiri dengan hasil baik yang kemudian pada tahun 1684 digunakan untuk mengamati makhluk mikroskopik pada berbagai media alami.

Pada tahun 1676, Antoni van Leeuwenhoek untuk pertama kalinya berhasil menemukan bakteri di dunia. Kemudian hasil temuannya tersebut dikirimkan ke Royal Society of London dan dipublikasikan pada tahun 1684.

Hasil dari penemuan ini mendapatkan konfirmasi yang banyak dari para ilmuan lainnya. Sejak saat itulah, mulai berkembang ilmu tentang mekroorganisme, selain ilmu tentang bakteri.

Seorang botanis berkebangsaan Breslau (Polandia), Ferdinand Cohn (1828-1898), berhasil menemukan tentang bakteri yang resisten terhadap panas. Ia tertarik untuk meneliti kelompok bakteri ini, sehingga ia menemukan kelompok bakteri penghasil endospora yang resisten terhadap suhu tinggi.

Selain itu, Ferdinand Cohn juga berhasil menjelaskan siklus kehidupan bakteri Bacillus, yang sekaligus menjelaskan mengapa bakteri ini bersifat tahan panas. Setelah itu, ia membuat dasar klasifikasi bakteri sederhana dan mengembangkan beberapa metode untuk mencegah terjadinya kontaminasi pada kultur bakteri. Kemudian, metodi ini dugunakan oleh para ilmuan lain, seperti Robert Koch.

Seorang ahli fisika kebangsaan Jerman, Robert Koch (1843-1910), melakukan banyak penelitian mengenai penyakit bakteri yang disebabkan oleh infeksi bakteri. Pada awalnya, para ilmuan mempelajari penyakit antraks yang menyerang banyak hewan ternak karena adanya bakteri Bacillus anthracis, salah satu bakteri penghasil endospora.

Selain itu, Robert Koch juga adalah orang yang pertama kali menemukan isolat murni Mycobacterium tuberculosis, yaitu bakteri penyebab penyakit tuberkulosis (TBC).

Robert Koch berkat dua penelitian mengenai penyakit yang disebabkan oleh bakteri tersebut berhasil membuat Postulat Koch, yaitu sebuah teori mengenai mikroorganisme spesifik untuk penyakit yang lebih spesifik.

Robert Koch juga berhasil menemukan sebuah metode untuk mendapatkan isolat murni dari bakteri. Penemuan lainnya adalah penggunaan kultur padat untuk menumbuhkan bakteri di luar habitat aslinya.

Penelitian tersebut pada awalnya, ia menggunakan potongan kentang dan kemudian dikembangkan dengan menggunakan nutrien gelatin. Akan tetapi, nutrien gelatin banyak kekurangannya, sehingga diganti dengan sejenis polisakarida. Hal tersebut adalah ide dari istri waler Hesse yang juga bekerja bersama Robert Koch.

Struktur Bakteri

Bakteri memiliki struktur sel primitif. Setiap sel bakteri memiliki dinding sel kaku yang terbuat dari protein. Seperti halnya dinding sel tumbuhan, dinding sel bakteri tidak mengandung selulosa.

Dalam sitoplasma, bakteri terdapat kromatin (materi DNA). Dalam sitoplasma juga terdapat vakuola, granula, dan kadang ditemukan pigmen hijau. Sitoplasma menyerupai butiran kental yang mengandung 70% hingga 85% air. Sel bakteri aktif penuh oleh air. Sedangkan sel yang tidak aktif biasanya hampir kering.

Pada beberapa bakteri, permukaan selnya terdapat lapisan lendir atau kapsul. Bila materinya disebarkan, maka disebut lapisan lendir. Namun, bila materi masih berupa padatan, maka disebut kapsul. Kapsul memudahkan bakteri untuk menempel pada substrat atau individu lain sebagai koloni. Kapsul juga sebagai perlindungan bakteri patogen dari serangan imun inang.

Ada bakteri yang menempel pada substrat atau koloninya dengan semacam rambut tambahan yang disebut fimbriae dan pili. Fimbriae berjumlah lebih banyak, namun lebih pendek dari pada pili.

Pertumbuhan dan reproduksi bakteri dipacu oleh dukungan dari kondisi lingkungan. Kondisi lingkungan yang dapat memicu pertumbuhan dan reproduksi bakteri adalah suhu, kelembapan, dan cahaya.

Pengamatan sel bakteri terhadap parameter pertumbuhan tersebut dapat diamati oleh beberapa alat, seperti mikroskop optikal, mikroskop elektron, dan atomic force microscope (AFM). Berdasarkan kondisi lingkungan berupa kisaran suhu, bakteri dapat dibagi menjadi empat golongan, yaitu sebagai berikut.

• Bakteri psikrofil adalah bakteri yang hidup pada lingkungan dengan suhu 0°– 30 °C dengan suhu optimum 15 °C.

• Bakteri mesofil adalah bakteri yang hidup pada lingkungan dengan suhu antara 15°– 55 °C dengan suhu optimum 25°– 40 °C.

• Bakteri termofil adalah bakteri yang dapat hidup pada lingkungan dengan suhu tinggi antara 40°– 75 °C dengan suhu optimum 50°– 65 °C.

• Bakteri hipertermofil adalah bakteri yang hidup pada lingkungan dengan kisaran suhu 65°– 114 °C dengan suhu optimum 88 °C.

Bakteri Gram Positif dan Bakteri Gram Negatif

Sebagian besar dinding sel bakteri mengandung peptidoglikan, yaitu gabungan protein dan polisakarida. Ada dua jenis dinding sel bakteri, yaitu gram positif dan gram negatif. Jenis ini berdasar pada reaksi sel pada zat warna gram, yaitu zat untuk menentukan klasifikasi bakteri.

Bakteri gram positif memiliki dinding sel tebal yang mengandung banyak lapis peptidoglikan. Sebaliknya bakteri gram negatif memiliki dinding sel tipis dengan sedikit lapis peptidoglikan yang dikelilingi oleh membran lipid terdiri dari lipopolisakarida dan lipoprotein.

Di antara bakteri patogen (penyebab penyakit), bakteri gram negatif lebih berbahaya dari pada bakteri gram positif. Lipopolisakarida pada dinding bakteri gram negatif seringkali mengandung racun dan membran terluarnya melindungi bakteri ini dari sistem imun inangnya. Bakteri gram negatif juga lebih tahan antibiotik karena membran terluarnya mencegah masuknya antibiotik.

Bakteri yang berbahaya bagi manusia dan makhluk hidup lainnya disebut bakteri patogenik. Bakteri ini merupakan penyebab penyakit kolera, difteri, lepra, disentri, tifus, tetanus, meningitis, pneumonia, dan berbagai infeksi.

Selain berbahaya, jenis bakteri juga ada yang bermanfaat bagi manusia. Bakteri memainkan peranan penting dalam pembuatan cuka, jenis keju tertentu, dan sebagainya.

Berbagai bahan kimia organik yang berharga juga merupakan produk  atau bagian dari kegiatan bakteri. Di antaranya, aseton, yang banyak digunakan industri, dan butanol yang berfungsi sebagai pelarut vitamin. Banyak sekali jenis dan struktur bakteri di dalam kehidupan ini. Semoga uraian tersebut bermanfaat.