Saturday, April 9, 2016

7:53 PM - No comments

Pengklasifikasian Bakteri


Klasifikasi bakteri dapat dilihat dari beberapa penggolongan. Diantaranya klasifikasi bakteri berdasarkan bentuk tubuh, klasifikasi bakteri berdasarkan flagela, dan terakhir klasifikasi bakteri berdasarkan pewarnaan gram.

Banyak bakteri memiliki struktur di luar sel lainnya seperti flagel dan fimbria yang digunakan untuk bergerak, melekat dan konjugasi. Beberapa bakteri juga memiliki kapsul yang beperan dalam melindungi sel bakteri dari kekeringan dan fagositosis. Struktur kapsul inilah yang sering kali menjadi faktor virulensi penyebab penyakit, seperti yang ditemukan pada Escherichia coli dan Streptococcus pneumoniae.

Bakteri juga memiliki kromosom, ribosom, dan beberapa spesies lainnya memiliki granula makanan, vakuola gas, dan magnetosom. Beberapa bakteri mampu membentuk diri menjadi endospora yang membuat mereka mampu bertahan hidup pada lingkungan ekstrim.

Clostridium botulinum merupakan salah satu contoh bakteri penghasil endospora yang sangat tahan suhu dan tekanan tinggi, dimana bakteri ini juga termasuk golongan bakteri penyebab keracunan pada makanan kaleng.


I.                   Klasifikasi bakteri Berdasarkan bentuk tubuh

1.      Bakteri Kokus (Bulat)

a.      Monokokus

Berupa sel bakteri kokus tunggal. Contoh : Chlamydia trachomatis (penyebab penyakit mata).
           
b.      Diplokokus

Berupa dua sel bakteri kokus berdempetan. Contoh : Diplococcus pnemoniae (penyebab penyakit pneumonia) , Neisseria gonorhoeae (penyebab penyakit kelamin raja singa).

c.       Tetrakokus

Berupa empat sel bakteri kokus berdempetan berbentuk segi empat. Contoh : Pediococcus cerevisiae.

d.      Sarkina

Berupa delapan sel bakteri kokus berdempetan berbentuk kubus. Contoh : Thiosarcina rosea (bakteri belerang).

e.       Streptokokus

Berupa lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan membentuk rantai. Contoh : Streptococcus mutans (penyebab gigi berlubang).

f.        Stafilokokus

Berupa lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan membentuk seperti buah anggur. Contoh : Staphylococcus aureus (penyebab penyakit radang paru-paru).






2.      Bakteri Basil (Batang)

a.      Basilus/monobasil

Berupa sel bakteri basil tunggal. Contoh : Eschericcia coli (bakteri usus besar manusia), Propionibacterium acnes (penyebab jerawat).

b.      Diplobasil

Berupa dua sel bakteri basil berdempetan.

c.       Streptobasil

Berupa sel bakteri basil berdempetan membentuk rantai. Contoh : Azotobacter (bakteri tanah yang mengikat nitrogen) , Bacillus anthracis (penyebab penyakit antraks pada hewan ternak).





3.      Bakteri Spirilia

a.      Spiral

Bentuk sel bergelombang. Contoh : Thiospirillopsis floridina (bakteri belerang).

b.      Bakteri Vibrio (koma)

Bentuk sel seperti tanda baca koma. Contoh : Vibrio cholera (penyebab penyakit kolera).

c.       Bakteri Spiroseta

Bentuk sel seperti sekrup. Contoh : Treponema pallidum (penyebab penyakit kelamin sifilis).





II.                Klasifikasi bakteri berdasarkan kedudukan alat gerak 

1.      Monotrik

Monotrik, berflagel satu pada salah satu ujung tubuh bakteri. Contoh : Pseudomonas araginosa.

2.      Amfitrik

Amfitrik, flagel masing-masing satu pada kedua ujung tubuh bakteri. Contoh : Spirillium serpen.

3.      Lofotrik

Lofotrik, berflagel banyak pada salah satu ujung tubuh bakteri. Contoh : Pseudomonas flourencens.

4.      Peritrik

Peritrik, berflagel banyak pada semua sisi tubuh bakteri. Contoh : Salmonella thypii.





III.             Klasifikasi bakteri berdasarkan pewarnaan Gram

1.      Bakteri gram-positif

Bakteri gram-positif memiliki dinding sel yang lebih sederhana, banyak mengandung peptidoglikan. Misalnya bakteri Micrococcus, Staphylococcus, Leuconostoc, Pediococcus dan Aerococcus.

2.      Bakteri gram-negatif

Bakteri gram-negatif memiliki dinding sel yang lebih kompleks, kandungan peptidoglikan lebih sedikit. Misalnya bakteri Escherichia, Citrobacter, Salmonella, Shigella, Enterobacter, Vibrio, Aeromonas, Photobacterium, Chromabacterium, Flavobacterium.



Perbedeaan Warna Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif

Perbedaan Dinding Sel Bakteri Gram Positif Dan Gram Negatif


Berkut ini adalah karakteristik dari bakteri Gram positif dan Gram negatif :

Karakteristik
Gram positif
Gram negatif
Dinding sel
Homogen dan tebal (20-80 nm) serta sebagian besar tersusun dari peptidoglikan. Polisakarida lain dan asam teikoat dapat ikut menyusun dinding sel.
Peptidoglikan (2-7 nm) di antara membran dam dan luar, serta adanya membran luar (7-8 nm tebalnya) yang terdii dari lipid, protein, dan lipopolisakarida
Bentuk sel
Bulat, batang atau filamen
Bulat, oval, batang lurus atau melingkar seperti tanda koma, heliks atau filamen; beberapa mempunyai selubung atau kapsul
Reproduksi
Pembelahan biner
Pembelahan biner, kadang-kadang pertunasan
Metabolisme
kemoorganoheterotrof
Fototrof, kemolitoautotrof, atau kemoorganoheterotrof
Motilitas
Kebanyakan nonmotil, bila motil tipe flagelanya adalah petritrikus (petritrichous)
Motil atau nonmotil. Bentuk flagela dapat bervariasi-polar,lopotrikus (lophtrichous), petritrikus (petritrichous).
Anggota tubuh (apendase)
Biasanya tidak memiliki apendase
Dapat memiliki pili, fimbriae, tangkai
Endospora
Beberapa grup dapat membentuk endspora
Tidak dapat membentuk endospora




IV.             Klasifikasi bakteri berdasarkan kebutuhan oksigen

1.      Bakteri aerob

Bakteri aerob membutuhkan oksigen bebas untuk mendapatkan energi. Misalnya Nitrosomonas, Nitrobacter, Nitrosococcus.

2.      Bakteri anaerob

Bakteri anaerob tidak membutuhkan oksigen bebas untuk mendapatkan energi. Misalnya Micrococcus denitrificans.


V.                Klasifikasi bakteri berdasarkan cara memperoleh makanan (bahan organik)

1.      Autotrof

Organisme autotrof adalah organisme yang menggunakan karbondioksida sebagai sumber karbon untuk pertumbuhannya.  
Bakteri ini dapat menyusun makanan sendiri dari bahan-bahan anorganik. Berdasarkan sumber energinya bakteri autotrof dibedakan menjadi :
·         Fotoautotrof (sumber energi dari cahaya). Contohnya semua tanaman dan alga serta beberapa jenis bakteri.
·         Kemoautotrof (sumber energi dari hasil reaksi kimia).

2.      Heterotrof

Organisme heterotrof merupakan organisme yang memperoleh karbon dari senyawa organik di lingkungannya untuk pertumbuhan.
Bakteri ini tidak dapat menyusun makanan sendiri. Bakteri ini memanfaatkan bahan organik jadi yang berasal dari organisme lain. Bakteri yang termasuk kedalam bakteri heterotrop adalah bakteri yang bersifat parasit dan saprofit, yaitu bakteri yang mendapat makanan dengan menguraikan sisa-sisa organisme.

Selain itu ada juga kemoorganotrof, organisme ini memperoleh energi dari oksidasi senyawa organik. Contohnya dari jenis ini yaitu semua organisme tingkat tinggi kecuali tanaman dan bakteri heterotrof. Sedangkan untuk bakteri jenis kemolitotrof, mereka memperoleh energi dari oksidasi senyawa anorganik. Untuk kemolitotrof yang memperoleh karbon dari CO2 adalah kemoautotrof. Fotoautotrof seperti tanaman, alga, dan beberapa bakteri memperoleh energi dari cahaya matahari dan karbon dari CO2.
Sedangkan fotoheterotrof memperoleh energi dari cahaya matahari dan memperoleh nutrisi karbon dari senyawa organik. Namun, jenis bakteri ini tidak dianggap penting untuk pengolahan air limbah. Ada juga jenis lain dari bakteri yaitu kemoheterotrof. Bakteri kemoheterotrof ini memperoleh karbon dan energi dari senyawa organik. Jenis bakteri ini berperan penting dalam proses pengolahan air limbah.

Metabolisme adalah semua reaksi biokimia yang terjadi dalam sel. Reaksi ini kebanyakan dikatalis oleh enzim agar energi yang digunakan untuk mengaktifkan reaksi menjadi lebih rendah dari sebelumnya. Dengan adanya katalis berupa enzim ini, sel dapat menggunakannya lebih efisien. Metabolisme dapat terbagi menjadi beberapa jenis yaitu respirasi aerobik, respirasi anaerobik, dan fermentasi.

Reaksi metabolik adalah mekanisme oleh sel untuk memperoleh energi dan mengubah nutrisi menjadi biomassanya. Ada tiga kemiripan antara metabolisme autotrof dan heterotrof :
1.      Sama-sama harus mengubah sumber karbonnya menjadi materi sel.
2.      Sama-sama harus memiliki sumber reducing power,
3.      Harus menggunakan sumber energi agar diubah menjadi adenosin trifosfat (ATP), yang nantinya akan digunakan sebagai sumber energi untuk reaksi biosintetik dalam sel.

Ada lima jenis bakteri berdasarkan kebutuhannya terhadap oksigen. Pertama, bakteri strict aerobes membutuhkan oksigen sebagi akseptor elektron akhir dalam sistem aerasi. Kedua, bakteri  facultative anaerob  dapat tumbuh saat ada atau tidaknya oksigen ketika  sumber karbon yang sesuai telah tersedia. Ketiga, bakteri microaerophiles membutuhkan oksigen, tetapi mengurangi tekanan oksigen. Keempat, bakteri aerotolerant anaerobes dapat tumbuh dalam kehadiran oksigen, tetapi tidak bisa menggunakannya untuk metabolisme akibat tidak adanya sistem transpor elektron. Kelima, bakteri strict anaerobes tidak dapat tumbuh dalam kehadiran oksigen.

Kebanyakan peran bakteri heterotrof dalam pengolahan air limbah adalah pembersihan senyawa organik yang terlarut maupun tidak terlarut. Bakteri aerobik dan fakultatif aerobik  berperan predominan dalam proses pengolahan aerobik, sedangkan bakteri anaerobik dan fakultatif anaerobik berperan dalam proses pengolahan anaerobik.

Makromolekul seperti protein, polisakarida, lipid, asam nukleat, dan dinding sel bakteri tidak dipindahkan ke sel heterotrof sebelum dicerna, tetapi harus dipecah menjadi subunit-subunit dengan menggunakan enzim. Kondisi fisik yang mempengaruhi bakteri ini saat pertumbuhan dalam senyawa organik yaitu kepadatan biomassa, konsentrasi nutrisi, aerasi, pH, dan suhu.

Bakteri heterotrof dapat tumbuh optimal pada pH 7. pH minimal bakteri ini yaitu pada pH 5,5, dan maksimum pada pH 8,5 s.d 9,5. Namun, pada jenis spesies tertentu dapat memiliki rentang pH yang berbeda. Selain itu, suhu optimal, minimal, dan maksimal yang dimiliki oleh setiap bakteri berbeda-beda tergantung jenisnya. Misalnya psychrophiles dapat tumbuh antara suhu 0o C s.d 20o C,optimal pada suhu 10o C s.d 15o C.

Sedangkan bakteri Mesophiles dapat tumbuh pada suhu 10o C s.d 45o C dan optimal pada suhu 30o C s.d 35o C. Bakteri jenis ini banyak ditemukan di proses pengolahan air limbah.  Thermophiles dapat tumbuh pada suhu 40o C s.d 75o C, optimal pada suhu 55 o C s.d 65o C. Sedangkan bakteri jenis Extreme thermophiles dapat tumbuh pada suhu > 100o C.

Kemoheterotrof berperan untuk degradasi limbah dalam anaerobic digester yang digunakan untuk stabilisasi lumpur primer dan sekunder dari pengolahan limbah industri dan kota dan untuk pengolahan limbah industri berat. Yang berperan di sini adalah bakteri anaerob dan fakultatif anaerob. Kepadatan heterotrof dalam anaerobic disgeters mungkin sekitar 109 s.d 1010 sel/ml.

Bakteri autotrof berperan dalam proses pengolahan air limbah. Mereka mendapatkan karbon dari CO2 dan mendapatkan energi dari oksidasi senyawa anorganik yang ada dalam air atau yang dihasilkan dari dekomposisi nutrisi oleh heterotrof. Contoh substrat untuk bakteri autotrof yaitu ammonia, nitrit, H2S, unsur sulfur, dan gas H2.

Selain itu, di bawah kondisi aerobik, ammonia dihilangkan secara biologis dengan dua proses, ammonia dioksidasi ke nitrit dan nitrit dioksidasi ke nitrat. Kedua proses ini disebut nitrifikasi. Ada berbagai faktor dalam mengontrol nitrifikasi, yaitu suhu antara 25 o C sampai 30o C, pH berkisar antara 7,5 s.d 8,5, kelarutan oksigen dalam air sebesar 0,5 s.d 1,0 mg/L atau ppm, sensitivitas terhadap logam berat dan zat beracun lainnya, faktor operasional seperti MCRT atau waktu tinggal rata-rata sel, dan nitrifikasi serta denitrifikasi dalam flok yang sama.

Bakteri sulfur tidak berwarna merupakan bakteri aerob yang untuk mendapatkan energi harus mengoksidasi senyawa sulfur. Kebanyakan genera bakteri ini penting dalam pengolahan limbah cair seperti Thiobacillus, Thiotrix, dan Beggiatoa.

Bakteri Iron atau besi biasanya ditemukan dalam air yang berisi besi. Pertumbuhannya dikarakterisasi oleh lapisan besi atau senyawa mangan yang bertumpuk pada permukaan sel. Besi disimpan dalam material kapsul, dibungkus atau disimpan dalam bentuk tangkai yang mengelilingi sel.

Dalam lingkungan alam dan proses pengolahan air limbah, organisme autotrof dan heterotrof bekerjasama dalam membersihkan limbah. Beberapa organisme dapat mendegradasi makromolekul seperti selulosa atau protein dan yang lainnya mendegradasi produk yang dihasilkan dari aktivitas metabolitnya seperti glukosa dan asam amino. 

Ada juga beberapa organisme yang mendegradasi zat tunggal atau yang biasa disebut ko-metabolisme. Berbagai interaksi mikroba dapat dimengerti dalam konteks biosiklus zat. Contohnya pada siklus karbon, siklus nitrogen, fiksasi nitrogen, siklus sulfur, dan korosi.

Fotosintesis dilakukan oleh alga dan empat grup bakteri yaitu bakteri ungu sulfur, bakteri ungu nonsulfur, bakteri hijau, dan cyanobacteria. Tanaman, alga, dan cyanobacteria melakukan fotosintesis oksigenik di mana air digunakan sebagai donor elektron dan oksigen diproduksi. Aktivitas fotosintesis organisme ini penting dalam pengolahan air limbah termasuk kolam aerobik dan fakultatif.

Bakteri sulfur ungu tumbuh terbatas di zona anaerob danau, kolam, atau mata air sufur dimana sulfida disediakan oleh reduksi sulfat dalam sedimen di bawahnya. Bakteri ungu nonsulfur tidak bisa menggunakan sulfur sebagai donor elektron karena sulfida bersifat toksik terhadapnya. Bakteri hijau bersifat fototrof obligat dan anaerob.

Cyanobacteria atau alga hijau-biru banyak tersebar di dalam tanah dan lingkungan air. Mereka berfotosintesis dan menghasilkan O2. Alga banyak menghasilkan O2 dalam air selama berfotosintesis.

Kolam dan cekungan  yang stabili dapat digunakan untuk pengolahan air limbah. Ini merupakan metode umum yang dilakukan di negara berkembang. Jenis kolamnya yaitu kolam alga aerobik, kolam fakultatif, dan kolam anaerobik.

Alga dan cyanobacteria menyediakan oksigen untuk pembersihan BOD dalam kolam aerobik. Kedalaman kolamnya biasanya 0,5 meter agar sinar matahari bisa terus berpenetrasi hingga ke dasar kolam. Kolam aerobik sebaiknya diaduk secara periodik untuk mencegah stratifikasi panas. Tanpa perlakuan primer ini, padatan akan mengendap di bawah dan menciptakan zona anaerobik.

Kolam fakultatif memiliki kedalaman antara 1 hingga 2,5 meter. Saat stratifikasi panas terjadi, lapisan atas bersifat aerobik dan lapisan bawah bersifat anaerobik. Limbah padat di bawah kolom akan dicerna secara anaerobik dan membebaskan metana dan produk anaerobik lainnya ke lapisan aerobik.

Kolam anaerobik memiliki kedalaman yang bervariasi antara 1 hingga 8 meter. Kolam ini dapat bersifat anaerobik jika pengaruh BOD melebihi produksi O2 dari fotosintesis.

Kolam ini digunakan untuk pretreatment dan partikuler untuk suhu tinggi atau air limbah berkekuatan tinggi. Penggunaan hasil pretratment anaerobik  adalah untuk mengurangi akumulasi lumpur dalam cekungan berikutnya. Ada acara alternatif yaitu untuk resirkulasi effluen kembali ke kolam anaerobik. Memompa air limbah yang sudah didaur ulang ke permukaan dapat membantu dalam membangun zona aerobik.

***



0 comments:

Post a Comment

Subscribe to: Post Comments (Atom)