Prokariota & Bakteri dalam Kehidupan Manusia

Prokariota

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Struktur sel dari sebuah bakteri, yang merupakan salah satu dari dua domain prokariota.

Prokariota adalah makhluk hidup yang tidak memiliki membran inti sel (= karyon), sedangkan eukariota memiliki membran inti sel. Semua prokariota adalah uniseluler, kecuali myxobacteria yang sempat menjadi multiseluler di salah satu tahap siklus hidup biologinya.^[1] Kata prokaryota’' berasal dari Yunani πρό- (pro-) "sebelum" + καρυόν (karyon) "kacang atau biji".^[2]
Prokaryota terbagi menjadi dua domain: Bakteri dan Archaea. Archaea baru diakui sebagai domain sejak 1990. Archaea pada awalnya diperkirakan hanya hidup di kondisi yang tidak nyaman, seperti dalam suhu, pH, dan radiasi yang ekstrem, tapi kemudian Archaea ditemukan juga di berbagai macam habitat.

Prokariota vs Eukariota

Eukariota punya inti sel yang mengandung DNA, sedangkan prokariotik tidak punya inti sel dan materi genetiknya tidak berada dalam membran. Karena terlalu besarnya perbedaan struktur dan genetik dari keduanya, pada tahun 1977 Carl Woese memecah prokariota menjadi Bakteri dan Archaea (sebelumnya Eubacteria dan Archaebacteria), dengan mengusulkan sistem tiga-domain yang terdiri dari Eukariota (atau "Eukarya"), Bacteria, dan Archaea, yang merevisi sistem dua empire.
Genom dari prokariota berada dalam suatu kompleks DNA/protein dalam sitosol, namanya nucleoid, yang tidak punya membran nukleus. Prokariota pada umumnya tidak punya kompartemen membran sel seperti mitokondria dan kloroplas sehingga fosforilasi oksidatif dan fotosintesis terjadi di sepanjang membran plasma. Tapi prokariota punya struktur internal, seperti sitoskeleton,dan khusus bakteri ordo Planctomycetes punya membran di sekitar nucleoid dan mempunyai organel membran sel.
Prokariota juga hanya mengandung satu lingkaran DNA kromosomal yang stabil, tersimpan dalam nucleoid, sedangkan DNA dalam eukariota ditemukan dalam kromosom yang tertutup rapat dan terorganisasi. Meskipun beberapa eukariota memiliki struktur DNA satelit bernama plasmid, biasanya plasmid identik dengan prokariota, dan banyak gen penting dalam prokariota tersimpan dalam plasmid.
Prokariota memiliki rasio luas permukaan terhadap isi sehingga memiliki taraf metabolik yang lebih tinggi, taraf pertumbuhan yang lebih tinggi dan otomatis durasi perkembangbiakan yang pendek dibanding Eukariota. Di samping itu, Sel prokariota biasanya lebih kecil daripada eukariota.
Kesamaannya, eukariota dan prokariota sama-sama mengandung struktur RNA/protein yang besar, dinamakan ribosom, yang memproduksi protein.

Reproduksi

Bakteri dan archaea berkembang biak secara aseksual, yaitu kebanyak secara fisi biner atau tunas. Pertukaran dan rekombinasi genetik bisa terjadi, namun ini merupakan transfer gen horisontal dan bukan replikasi, yaitu melibatkan DNA yang ditransfer antara dua sel, seperti halnya konjugasi bakteri.

Struktur

Ukuran prokariota dibandingkan biomolekul dan makhluk hidup lain

Riset terbaru menunjukkan bahwa semua prokariota memiliki sitoskeleton yang lebih primitif daripada sitoskeleton eukariota. Di samping homologi dari aktin dan tubulin (MreB dan FtsZ) komponen dari flagela yang tersusun helix, bernama flagellin, adalah salah satu dari protein sitoskeletal dari bakteri yang paling penting sebagai penyedia latar belakang struktural dari kemotaksis, respons fisiologis sel yang dasar dari bakteri. Paling tidak, beberapa prokariota juga mengandung struktur intrasel, yaitu berupa organela primitif. organela membran (atau membran antar sel) terdapat di beberapa prokariota seperti vakuola dan sistem membran yang dipakai khusus untuk metabolisme, seperti fotosintesis atau kemolithotrofi. Beberapa spesies juga mengandung mikrokompartemen yang disertai protein yang memiliki peran fisiologis tertentu (misal, karboksisom atau vakuola udara).
Sebagian besar prokariota berukuran 1 µm sampai 10 µm, tapi ukurannya bisa beragam mulai 0.2 µm sampai 750 µm (Thiomargarita namibiensis).
Berikut ini struktur sel dari prokariota: flagela, membran sel, dinding sel (kecuali genus Mycoplasma), sitoplasma, ribosom, nucleoid, glikokalix, inklusi

Morfologi Sel

Berikut ini 4 bentuk dasar prokariota:

• Coccus - berbentuk sferik
• Bacilli - berbentuk tangkai
• Spirochaete - berbentuk spiral
• Vibrio - berbentuk koma

Habitat

Prokariota hidup di hampir semua lingkungan di bumi selama ada airnya. Beberapa archaea dan bakteri tumbuh dengan baik dalam lingkungan yang ekstrem, seperti suhu tinggi (termofilia) atau salinitas tinggi (halofilia). Makhluk hidup seperti ini disebut juga ekstremofilia. Banyak archaea yang berperan sebagai plankton di laut. Prokariota simbiotik hidup di dalam atau pada tubuh makhluk hidup lain, termasuk manusia.

Evolusi prokariota

Pohon filogenetik yang menunjukkan diversitas prokariota, dibandingkan eukariota.

Model evolusi dari makhluk hidup pertama adalah prokariota, yang kemudian berevolusi menjadi protobion, lalu eukariota secara umum dikatakan berevolusi dari sini. Akan tetapi, banyak ilmuwan yang mempertanyakan kesimpulan ini, karena menurut mereka spesies prokariota yang hidup saat ini berevolusi dari nenek moyang eukariotik yang lebih kompleks melalui proses simplifikasi. Ilmuwan lain berpendapat bahwa tiga domain muncul secara bersamaan, dari sekumpulan sel-sel yang bervariasi yang membentuk satu kolam gen. Kontroversi ini diringkas pada tahun 2005:
Belum ada konsensus di antara para ahli biologi mengenai posisi eukariota dalam skema evolusi. Pendapat terkini mengenai evolusi eukariota meliputi:

1. eukariota muncul pertama kali dalam evolusi dan prokariota berevolusi dari mereka,
2. eukariota muncul bersamaan dengan eubacteria dan archeabacteria sehingga nenek moyang eukariota sejajar dengan prokariota,
3. eukariota muncul melalui kejadian simbiotik, yaitu asal mula endosimbiotik dari inti sel,
4. eukariota muncul tanpa endosimbiosis,
5. eukariota muncul melalui kejadian simbiotik, yaitu asal mula endosimbiotik yang bersamaan dari flagela dan inti sel.

Fosil tertua prokariota ditemukan sekitar 3.5 milyar tahun yang lalu, yaitu sekitar 1 milyar tahun setelah pembentukan kerak bumi. Bahkan hari ini, prokariota mungkin adalah bentuk kehidupan yang paling berhasil dan banyak. Eukariota muncul dalam catatan fosil beberapa masa kemudian, dan mungkin telah terbentuk dari endosimbiosis dari beberapa nenek moyang prokariota. Fosil eukariota tertua berumur sekitar 1.7 milyar tahun. Akan tetapi, beberapa bukti genetik mengarah pada kesimpulan bahwa eukariota muncul 3 milyar tahun yang lalu.
Bumi adalah satu-satunya tempat ditemukannya kehidupan, tapi beberapa ilmuwan berpendapat bahwa ada bukti kehidupan/fosil prokariota di Mars; tapi pendapat ini masih menjadi skeptisisme dan debat yang dipertimbangkan.
Prokariota telah berdiversifikasi besar-besaran dalam waktu lama. Metabolisme prokariota jauh lebih bervariasi daripada eukariota, sehingga tercipta bermacam-macam tipe prokariota. Misalnya, di samping memakai fotosintesis atau senyawa organik sebagai energi, seperti halnya eukariota, prokariota mendapat energi dari senyawa anorganik seperti [[H₂S]], sehingga membuat prokariota bisa bertahan di lingkungan yang sedingin permukaan salju Antartika, dan sepanas lubang hidrothermal dasar laut dan sumber air panas.

Bakteri dalam Kehidupan Manusia

Posted by gurungeblog ⋅ November 18, 2012 ⋅ 1 Komentar

Filed Under  archaebacteria, Bakteri yang Menguntungkan, Bakteri yang Merugikan, Imunisasi, Kebersihan dan Kesehatan Diri serta Lingkungan, Penanggulangan terhadap Bakteri yang Merugikan, Pengawetan dan Pengolahan Makanan

Dalam kehidupan manusia, bakteri ada yang menguntungkan dan ada yang merugikan.
Bakteri yang Menguntungkan
Beberapa peran bakteri yang menguntungkan dari kingdom Eubacteria dan Archaebacteria adalah sebagai berikut.
Eubacteria

• Pembusukan (penguraian ) sisa makhluk hidup. Contohnya adalah Escherichia coli.
• Pembuatan makanan dan minuman hasil fermentasi. Contohnya Acetobacter pada pembuatan asam cuka, Lactobacillus bulgaricus pada pembuatan yoghurt,  Acetobacter xylinum pada pembuatan nata de coco, dan Lactobacillus casei pada pembuatan keju dan yoghurt.
• Berperan dalam siklus nitrogen sebagai bakteri pengikat nitrogen, yaitu Rhizobium leguminosarum yang hidup bersimbiosis dengan akar tanaman kacang-kacangan dan Acetobacter chlorococcum.
• Penyubur tanah. Contohnya adalah Nitrosococcus dan Nitrosomonas yang berperan dalam proses nitrifikasi menghasilkan ion nitrat yang dibutuhkan tanaman.
• Penghasil antibiotik. Contohnya adalah Bacillus polymyxa penghasil antibiotik polimiksin B untuk pengobatan infeksi bakteri Gram positif, Streptomyces grieus penghasil antibiotic streptomisin untuk pengobatan bakteri Gram negative termasuk bakteri penyebab TBC, dan Streptomyces rimosus penghasil antibiotic tetrasiklin untuk berbagai infeksi bakteri.
• Penelitian rekayasa genetika dalam berbagai bidang. Sebagai contoh, dalam bidang kedokteran dihasilkan obat-obatan dan produk kimia bermanfaat yang disintesis oleh bakteri, misalnya enzim, vitamin, dan hormone.
• Pembuatan zat kimia, misalnya butanol dan aseton oleh Clostridium acetobutylicum.

Archaebacteria

• Berperan dalam proses pembusukan sampah dan kotoran hewan sehingga menghasilkan energy alternative metana berupa biogas. Contohnya Methanobacterium.

Bakteri yang Merugikan
Beberapa bakteri yang merugikan dari kingdom Eubacteria dan Archaebacteria adalah sebagai berikut.
Eubacteria

• Pembusukan makanan. Contohnya Clostridium botulinum.
• Penyebab penyakit pada manusia. Contohnya Mycobacterium tuberculosis (penyebab penyakit TBC), Vibrio cholera (penyebab kolera atau muntaber), Clostridium tetani (penyebab tetanus), dan Mycobacterium leprae (penyebab lepra).
• Penyebab penyakit pada hewan. Contoh Bacillus anthracis (penyebab penyakit antraks pada sapi).
• Penyebab penyakit pada tanaman budidaya. Contohnya Pseudomonas solanacearum (penyebab penyakit pada tanaman tomat, Lombok, terung, dan tembakau), serta Agrobacterium tumefaciens (penyebab tumor dan tumbuhan).

Archaebacteria

• Penyebab kerusakan makanan yang diawetkan dengan garam.

Penanggulangan terhadap Bakteri yang Merugikan
Bakteri yang merugikan manusia antara lain bakteri yang dapat merusak makanan dan bakteri yang dapat menimbulkan penyakit. Untuk menanggulangi bakteri perusak makanan dapat dilakukan antara lain dengan pengawetan dan pengolahan makanan. Sedangkan untuk menanggulangi bakteri yang menimbulkan penyakit dilakukan dengan menjaga kebersihan dan kesehatan, serta imunisasi.
Pengawetan dan Pengolahan Makanan
Pengawetan dan pengolahan makanan adalah usaha membuat kondisi makanan tidak mudah dirusak oleh mikroorganisme. Makanan yang diawetkan dan diolah menjadikan makanan tersebut bukan merupakan tempat hidup optimum bagi bakteri.
Pengawetan makanan antara lain dilakukan dengan cara pemanisan, pengeringan, pengasapan, pengasaman, pengasinan, dan pendinginan. Contoh makanan yang diawetkan adalah kerupuk, daging asap, acar, ikan asin, manisan buah, dan sale.
Pengolahan makanan yang dilakukan dengan cara pemanasan dapat membunuh sebagian besar mikroorganisme penyebab penyakit yang terdapat pada makanan dan minuman. Bentuk pemanasan makanan dan minuman dapat dilakukan dengan cara dimasak seperti biasa atau dengan cara khsusus, misalnya pasteurisasi atau sterilisasi.
Pasteurisasi adalah pemanasan dengan suhu 63-72^oC selama 15-30 menit. Pasteurisasi dilakukan pada susu untuk mematikan bakteri patogen, misalnya Salmonella dan Mycobacterium. Selain itu, pasteurisasi juga dapat mempertahankan rasa dan aroma khas susu.
Sterisalisasi adalah pemanasan dengan menggunakan udara panas atau uap air panas bertekanan tinggi. Sterilisasi dengan udara panas menggunakan oven temperatur 170-180^oC. Cara ini digunakan untuk mensterilkan peralatan gelas. Sterilisasi dengan uap air panas bertekanan tinggi dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut autoklaf pada temperatur 115-134^oC. Autoklaf digunakan untuk sterilisasi bahan dan peralatan.
Sterilisasi umumnya dilakukan pada industri makanan dan minuman, misalnya makanan atau minuman kaleng. Dalam penelitian bidang mikrobiologi, sterilisasi juga digunakan untuk memperoleh biakan murni suatu jenis bakteri.
Kebersihan dan Kesehatan Diri serta Lingkungan
Penyakit yang disebabkan oleh mikroorganisme timbul karena cara hidup yang kurang menjaga kebersihan. Penyakit juga lebih mudah menyerang orang yang fisiknya lemah. Hal tersebut menyebabkan diperlukannya upaya untuk menjaga kebersihan dan kesehatan agar terhindar dari berbagai macam penyakit. Upaya yang dapat dilakukan untuk menjaga kebersihan dan kesehatan antara lain sebagai berikut.

• Menjaga kebersihan lingkungan.
• Menjaga kebersihan badan dengan mandi dan mencuci tangan sebelum makan.
• Melakukan olahraga secara teratur.
• Makan makanan sehat dan bergizi.
• Cukup istirahat.

Imunisasi
Imunisasi adalah upaya untuk memperoleh kekebalan terhadap penyakit yang disebabkan oleh mikroorganisme, misalnya bakteri. Imunisasi merangsang kekebalan seseorang dengan memberikan mikroorganisme pathogen yang telah dilemahkan. Imunisasi disebut juga vaksinasi atau pemberian vaksin. Contoh vaksin untuk pencegahan penyakit yang disebabkan oleh bakteri sebagai berikut.

• Vaksin kolera untuk mencegah penyakit kolera.
• Vaksin tifus untuk mencegah penyakit tifus.
• Vaksin BCG untuk mencegah penyakit TBC.
• Vaksin DPT (Diphteria, Pertussis, Tetanus) untuk mencegah penyakit difteri, pertusis/batuk, dan tetanus.