1

1. Pendahuluan - Bakteri• EUKARiOT• PROKARIOT :• BACTERIA • ARCHAEA• Prokaryotes (Bacteria)• Eubacter "True" bacteria

– Bakteri patogen– clinical atau environmental– one kingdom

• Archaea – Environmental organisms – second kingdom

2

Eukaryotes

– Sel Tumbuhan– Sel hewan– Jamur

3

Prokaryotic Cell (versus Eukaryotic Cell

• Not compartmentalized • Cell membranes lack sterols (e.g.

cholesterol)• Single circular chromosome• Ribosomal are 70S

- subunits • 30S (16S rRNA) • 50S (5S & 23S rRNA)

4

Bacteria versus Archaebacteria

• Eubacteria– peptidoglycan (murein)– muramic acid

• Archaebacteria – pseudomurein– no muramic acid

5

Bacteria versus Archaebacteria

• 16S rRNA – sequence different

6

Bacteria

• Plasmids• Extra-chromosomal DNA

• multiple copy number

• coding • - pathogenesis factors

– - antibiotic resistance factors

• bacterial replication

7

The Cell Envelope

• Pewarnaan Gram :• Gram Positive• Gram Negative

8

FLAGELLA• Some bacteria are motile • Locomotory organelles- flagella• Taste environment• Respond to food/poison

– Chemotaxis• Flagella

– embedded in cell membrane– project as strand– Flagellin (protein) subunits– move cell by propeller like action

•

9

Axial filaments

– spirochetes – similar function to flagella– run lengthwise along cell– snake-like movement

10

Making Wall-less forms• Result from action of:

– enzymes lytic for cell wall – antibiotics inhibiting peptidoglycan biosynthesis

• Usually non-viable

• Wall-less bacteria that don’t replicate:– spheroplasts (with outer membrane)– protoplasts (no outer membrane).

• Wall-less bacteria that replicate– L forms– Naturally Wall-less Genus– Mycoplasma

11

Pili (fimbriae)

• hair-like projections of the cell• sexual conjugation • adhesion to host epithelium

12

Capsules and slime layers

• outside cell envelope• well defined: capsule • not defined: slime layer or glycocalyx • usually polysaccharide• often lost during in vitro culture• protective in vivo

13

Endospores (spores)

• Dormant cell • Produced when starved• Resistant to adverse conditions • - high temperatures• - organic solvents• contain calcium dipicolinate• Bacillus and Clostridium

14

2.Bakteri Ungu dan Hijau

15

Bakteri Fototrof

Bakteri fototrof dapat memanfaatkan ketersediaan sinar matahari sebagai sumber energi sebab memiliki suatu pigmen yang disebut dengan bakterioklorofil.

Di alam terdapat dua kelompok utama bakteri fototrof yaitu bakteri ungu dan hijau, serta cyanobacteria. Perbedaan ini didasarkan oleh jenis pigmen dan proses fotosintesis yang berlangsung. Cyanobacteria merupakan kelompok mikroorganisme fototrof oksigenik dan memiliki dua jenis fotosistem. Sedangkan bakteri ungu dan hijau adalah kelompok fototrof anoksigenik yang hanya memiliki satu macam fotosistem, yaitu fotosistem I. Fotosistem adalah suatu kompleks protein yang dibutuhkan dalam fotosintesis yang berfungsi untuk mereduksi molekul dengan bantuan cahaya. Pada cyanobacteria fotosistem terdapat pada membran tilakoid dan pada bakteri fototrof anoksigenik kompleks protein ini terdapat pada bagian membran plasma.

16

Major Groups of Photosynthetic Phototrophic Prokaryotes

Type Bacterial Group Pigment(s) Primary Products e- donors Carbon

Source

Anoxygenic Halobacteria Bacteriorh

odopsin ATP None Organic

Anoxygenic

Filamentous Green Bchl a ATP

Organic, S2-,S2O3

2-

Organic, CO2

Anoxygenic

Green Sulfur Bacteria Bchl a ATP + NADH H2, S2-, S0,S2O3

2- CO2

Anoxygenic Purple Bacteria Bchl a or b ATP

H2, S2-, S0,S2O3

2-,organic

CO2 and/or organic

Anoxygenic Heliobacteria Bchl g ATP + NADH Organic Organic

Oxygenic Cyanobacteria Chl a ATP + NADH H2O CO2

17

PigmenBakterioklorofil (Bchl) adalah pigmen fotosintetik yang terdapat

pada kelompok bakteri fototrof. Bakteri yang mengandung bakterioklorofil dapat melakukan proses fotosintesis, tetapi tidak dapat menghasilkan O2 seperti pada tumbuhan hijau. Di alam terdapat 6 macam bakterioklorfil, yaitu Bchl a, Bchl b, Bchl c, Bchl d, Bchl e,dan Bchl g.

Di dalam sel bakteri ungu, pigmen fotosintetik Bchl a dan b tersimpan dalam lamela, tubus, maupun dalam vesikula yang bersatu dengan membran plasma. Bakteri hijau umumnya memiliki Bchl c, d, dan e, serta sedikit Bchl a. Ketiga jenis klorofil ini tersimpan dalam suatu organel khusus yang disebut dengan chlorosome. Setiap jenis bakteri hijau memiliki ukuran chlorosome yang berbeda. Organel ini berbentuk elipsoidal dan pada bagian tengah terdapat lamela yang berfungsi sebagai tempat penyimpan Bchl c. Bchl a dalam jumlah sedikit tersimpan pada bagian baseplate chlorosome. Sedangkan kelompok heliobacteria hanya memiliki satu jenis pigmen yang tersimpan dalam membran sitoplasmik, yaitu Bchl g.

18

Pada tumbuhan hijau dan cyanobacteria air digunakan sebagai donor elektron. Molekul air akan diurai menjadi hidrogen dan oksigen. Akan tetapi proses penguraian molekul air atau fotolisis ini tidak terjadi pada bakteri ungu dan hijau. Oleh sebab itu dalam proses fotosintesis, kelompok bakteri ungu dan hijau tidak menghasilkan oksigen. Beberapa fototrof anoksigenik menggunakan CO2 sebagai sumber karbon dan memanfaatkan H2, H2S, serta S sebagai donor elektron. Bakteri fototrof anoksigenik hanya dapat hidup dalam kondisi anaerob. Sebab molekul O2 dapat menghambat sistesis pigmen fotosintetik.

19

Selain memiliki bakterioklorofil (Bchl), bakteri fototrof anoksigenik juga menghasilkan pigmen karotenoid. Karoten terimpan dalam suatu organel yang disebut carotenosome. Karotenoid yang terdapat pada bakteri ungu berbeda dengan bakteri hijau dan heliobacteria. Karotenoid pada kelompok bakteri ungu akan memberikan warna ungu, dan pada bakteri yang mengalami mutasi karotenoid akan memberikan warna hijau kebiruan seperti warna dari Bhcl a. Faktanya, bakteri ungu tidak berwarna ungu melainkan berwarna cokelat, pink, merah kecokelatan, atau ungu-violet. Demikian halnya pada bakteri hijau, warna sesungguhnya adalah kecokelatan. Karakteristik warna merupakan salah satu ciri pembeda yang digunakan untuk mengidentifikasi jenis.

20

Metabolisme sulfur

Banyak bakteri ungu dan hijau yang dapat mengoksidasi senyawa sulfur pada keadaan anaerob. Senyawa sulfur yang banyak dioksidasi umumnya dalam bentuk sulfida atau thiosulfat. Elemental sulfur (S) terbentuk selama proses oksidasi sulfida atau thiosulfat dan akan terendap pada bagian dalam atau luar sel. S yang mengendap dalam sel siap dipakai sebagai sumber elektron. Sulfida atau thiosulfat dioksidasi pertamakali menjadi sulfit (SO3

2-). Kemudian enzim adenosilfosfosulfat reduktase dan adenosindifosfat sulfurilase akan mengubah sulfit menjadi bentuk sulfat (SO4

2-). Elemental sulfur (S) hanya terbentuk apabila konsentrasi sulfur dalam lingkungan tinggi. Pada konsentrasi sulfur yang rendah dan terbatas proses oksidasi sulfida menjadi sulfat tidak akan menghasilkan formasi S. Bakteri Chromatium memiliki formasi S yang mengendap di dalam selnya. S intraseluler berfungsi sebagai donor elektron apabila tidak tersedia sulfida dalam lingkungan. Sedangkan pada bakteri hijau, sulfur akan mengendap di permukaan terluar sel tetapi masih berperan sebagai donor elektron.

21

Metabolisme sulfur pada Chromatium

22

HabitatBakteri ungu dan hijau sering ditemukan pada bagian dalam danau dimana ketersediaan oksigen tidak ada. Kondisi anoksik dalam air stabil sepanjang musim panas. Apabila suplai H2S tersedia dan penetrasi cahaya masuk ke daerah anoksik, maka akan terbentuk lapisan bakteri ungu dan hijau secara besar-besaran. Lapisan ini tidak terlihat dari permukaan air, dan dapat dipelajari dengan pengambilan sampel dari berbagai kedalaman. Lapisan bakteri ini hanya terbentuk pada zona dimana H2S tersedia. Salah satu tempat yang mudah untuk mengamati bakteri ungu dan hijau di alam adalah sumber mata air yang mengandung sulfur. Pada lingkungan ini, bakteri ungu dan hijau hidup hanya beberapa sentimeter dari permukaan air. Mata air panas adalah habitat bagi banyak jenis bakteri ungu dan hijau. Chloroflexus hidup pada sumber mata air panas dengan suhu 40 sampai 70oC. Chlorobium ditemukan pada sumber mata air dengan kandungan asam sulfida yang tinggi dan temperatur dibawah 50oC. Salah satu spesies bakteri sulfur ungu adalah Chromatium tepidum, tumbuh pada mata air yang kandungan sulfidanya tinggi dengan suhu diatas 60oC.

23

24

Bakteri ungu dan bakteri sulfur hijau secara umum ditemukan pada daerah anoksik, daerah dimana H2S terakumulasi, dari suatu perairan. Mikroorganisme ini dapat diperkaya di laboratorium dengan cara meniru habitatnya. Medium yang digunakan, dibuat dari garam mineral yang telah ditambahkan bikarbonat sebagai sumber CO2 . Bakteri fototropik membutuhkan Vitamin B12, sehingga sering ditambahkan dalam medium. Derajat keasaman (pH) optimum antara 6-8, dan suhu optimum untuk bakteri mesofilik sekitar 30oC. Inkubasi dilakukan dalam keadaan anoksik. Sodium sulfida ditambahkan sebagai donor elektron untuk proses fotosintesis. Intensitas cahaya yang dipakai selama masa inkubasi antara 200 dan 1000 lux. Medium yang biasa digunakan untuk kultur bakteri ungu dan bakteri sulfat hijau adalah medium Pfennig.

Enrichment Culture

25

Bakteri ini disebut nonsulfur sebab tidak bisa memakai sulfida sebagai donor elektron untuk mereduksi CO2 menjadi material sel. Sulfida bersifat toksik terhadap bakteri nonsulfur. Bakteri ungu nonsulfur memakai senyawa organik atau senyawa anorganik seperti H2 sebagai donor elektron. Bakteri ungu nonsulfur memiliki bentuk morfologi yang lebih beragam dibandingkan dengan bakteri hijau dan ungu lainnya. Beberapa bakteri ungu nonsulfur dapat menggunakan metanol sebagai sumber karbon.

Bakteri ungu nonsulfur

26

Bakteri ungu nonsulfur. (a) Rhodospirillum fulvum. (b) Rhodopseudomonas acidophila. (c) Rhodobacter sphaeroides. (d) Rhodophila globiformes. (e) Rhodocyclus purpureus. (f) Rhodomicrobium vannielii.  

27

Bakteri sulfur ungu mampu mengoksidasi sulfur menjadi sulfat. Pada keadaan lingkungan yang kaya sumber sulfur, di dalam sel mikroorganisme ini terdapat granula-granula sulfur. Bakteri sulfur ungu umumnya ditemukan pada daerah anoksik di danau. Bakteri sulfur ungu akan memberikan warna ungu pada danau dan mudah sekali terlihat. Sebab hidup dalam massa yang besar dan melimpah. Secara morfologi, ukuran sel bakteri sulfur ungu lebih besar dibandingkan dengan bakteri hijau. Bakteri sulfur ungu memiliki kemampuan yang terbatas untuk menggunakan senyawa organik sebagai sumber karbon. Asetat dan piruvat merupakan senyawa organik yang digunakan oleh semua spesies bakteri sulfur ungu sebagai sumber karbon. Bakteri sulfur ungu dapat bersifat kemoautotrof pada habitat yang gelap, dan memanfaatkan thiosulfat sebagai donor elektron.

Bakteri sulfur ungu

28

Bakteri hijau memiliki karakteristik morfologi yang beragam, seperti batang nonmotil, spiral, bulat (bakteri sulfur hijau), dan bentuk filamen yang dapat bergerak dengan cara meluncur (bakteri nonsulfur hijau atau kelompok Chloroflexus). Pada beberapa jenis bakteri hijau terdapat suatu organ tambahan yang disebut dengan prosthecae (tunggal: prosteca). Bagian tambahan ini mempunyai diameter yang lebih kecil dari pada sel dewasa, mengandung sitoplasma dan terikat pada dinding sel.

Bakteri hijau

29

Heliobacteria memiliki fisiologi dan filogenetik yang unik dibandingkan dengan bakteri fototrof lainnya. Kelompok ini terdiri dari tiga genus, yaitu Heliobacterium, Heliophilum, dan Heliobacillus, yang berbentuk batang atau spiral. Heliobacteria memiliki bakterioklorofil (Bchl) a dan g yang mengandung gugus vinil (H2C=CH2) pada cincin I dari molekul tetrapirol. Perbedaan struktural antara kedua pigmen ini hanya terdapat pada cincin II. Seperti bakterioklorofil lainnya, cincin II pada Bchl g akan tereduksi. Ketika sel Helicobacterium (berwarna cokelat kehijauan) terpapar udara atau cahaya, ikatan dalam cincin II Bchl g akan teroksidasi. Sehingga terjadi perubahan warna koloni menjadi hijau jamrud secara lambat. Kelompok heliobacteria juga memiliki modifaksi bentuk dari Bchl a yang disebut hidroksiklorofil a. Hidroksiklorofil a tersimpan dalam membran normal heliobacteria dan berperan sebagai pengatur aliran elektron selama fotosintesis berlangsung.

Heliobacterium

30

31

32

KlasifikasiCyanobacteria secara tradisional diklasifikasikan menjadi lima kelompok, berdasar struktur tubuhnya yaitu: Chroococcales, Pleurocapsales, Oscillatoriales, Nostocales dan Stigonematales.

Chroococcales; uniseluler,sel tunggal atau aggregat selGenera: Gloeothece, Gloeobacter, Synechococcus, Gloeocapsa, Synechocystis, Chamaesiphon. Pleurocapsales ;dihasilkan kembali dengan sel sperical kecilGenera: Dermocarpa, Xenococcus, Dermocarpella, Pleurocapsa, Mycosarcina, Chroococcidiopsis.Oscillatoriales; sel filamentous dengan pembelahan biner dalam bidang tunggalGenera: Oscillatoria, Spirulina, Arthospira, Lyngbya, Microcoleus, Pseudanabaena.Nostocales; sel filamentous dan menghasilkan heterocystGenera: Anabaena, Nostor, Calothrix, Nodularia, Cylinodrosperum, Scytonema.Stigonematales; Bercabang; bentuk bercabang dengan pembelahan selGenera: Fischerella, Stigonema, Chlorogloeopsis, Hapalosiphon

33

Karakteristik

Cyanobacteria bisa bersel tunggal atau koloni. Koloni dapat membentuk filamen ataupun lembaran. Cyanobacteria termasuk uniselular, koloni, dan bentuk filamen. Beberapa koloni filamen memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi tiga tipe sel yang berbeda: sel vegetatif adalah yang normal, sel fotosintesis pada kondisi lingkungan yang baik, dan tipe heterokista yang berdinding tebal yang mengandung enzim nitrogenase.

34

Cyanobacteria adalah satu-satunya kelompok organisme yang mampu mengurangi nitrogen dan karbon dalam kondisi tidak ada oksigen. Beberapa spesies cyanobacteria memproduksi neutrotoksin, hepatotoksin, sitotoksin, dan endotoksin, membuat mereka berbahaya bagi hewan dan manusia.

35

2.Ganggang hijau-biru (Cyanobacteria)1. Mempunyai pigmen fikosianin2. Ukuran lebih besar daripada sel prokariotik 1-

50 mikron3. Hidup dalam bentuk uniseluler/koloni/filamen4. Tidak memiliki flagel tetapi bersifat motil5. Hidup di air tawar, laut dan tanah-tanah

lembab6. Dapat bersimbiosis seperti dengan lumut

hati, paku- pakuan, jamur dan invertebrata7. Reproduksi ganggang biru-hijau terbagi 3 : a. Pembelahan sel, terutama yang bersel satu,

contoh: Gleocapsa b. Fragmentasi, terutama yang berbentuk filamen, contoh: Oscillatoria c. Pembentukan spora, dilakukan jika lingkungan kurang menguntungkan

36

8. Peran ganggang biru-hijau dalam kehidupan : a. Berperan sebagai perintis/pioner b. Dalam ekosistem air tawar sebagai produsen bagi zooplankton, udang, dan ikan kecil c. Bagi manusia dapat dijadikan sebagai bahan pangan yaitu protein sel tunggal (single sel protein), contoh: Spirullina d. Memfiksasi N2 bebas dari udara

• Habitat• Cyanobacteria ditemukan di hampir semua

habitat yang bisa dibayangkan, dari samudera ke air tawar ke batu sampai tanah.

• Secara umum Cyanobakteria lebih toleran terhadap lingkungan extrim.

37

3.PROCHLOROPHYTES

• Bakteri Fotosintetik2 macam Bakteri fotosintetik :Bakteri Fotosintesis Oksigenik

Dapat berfotosintesis dan menghasilkan oksigen dari air selama berfotosintesis.

Bakteri Fotosintesis Non-oksigenik Dapat berfotosintesis tetapi tidak menghasilkan oksigen selama berfotosintesis

38

TAKSONOMI CYANOBACTERIAMENURUT BERGEY DIBAGI MENJADI 5 SUBSECTION

YAITU

• I-unicellular bentuk batang atau kokkus; sebagian besar nonmotile; reproduksi dengan pembelahan biner atau budding

• II-unicellular, reproduksi dengan pembelahan ganda

• III, IV, and V-filamentous cyanobacteria

39

PROCLOROPHYTES (oxyphotobacteria)

Proclorophytes adalah organisme prokariotik yang melakukan fotosintetis oksigenik dan mengandung klorofil a klorofil b tetapi tidak mengandung phycobilin. Proclorophytes menyerupai cyanobakteria ( prokariotik dan memiliki klorofil a ) dan tanaman bekloroplast (mengandung klorofil b sebagai pengganti phycobilin ) .Proclorophytes ini dikategorikan terpisah dengan phylum cyanobakteria walaupun sama-sama melakukan fotosintesis oksigenik.

40

FILOGENETIK

41

GENUS DARI PROCLOROPHYTES1. Prochloron2. Prochlorococcus3. Prochlorothrix

ProchloronProchloron adalah genus dari prochlorophytes yang pertama kali ditemukan oleh Lewin (1977). Menurut habitatnya Prochloron ditemukan bersimbiosis pada invertebrata laut.Secara fisiologis Prochloron adalah bakteri Gram negatif yang mempunyai klorofil a dan klorofil b ( 4-7 : 1 ) dan menghasilkan oksigen dari air selama berfotosintesis. Prochloron umumnya berbentuk bola dan termasuk organisme unicelluler. Letak DNA pada Prochloron tersebar dalam stroma dan berada diantara lamella tilakoid. Contoh species : Prochloron didemni (diameter sel mencapai 30 [micro]m)

42

Prochloron didemni

43

. Prochlorococcus, organisme unicellular yang bersimbiosis dengan fitoplankton (Chisholm et al., 1988). Prochlorococcus ditemukan sejak tahun 1986 oleh Sallie W. (Penny) Chisholm dan Robert J. Olson dan memiliki klorofil a dan b,sedikit phycobiin. Prochlorococcus merupakan organisme autotrof yang menghasilkan oksigen paling rendah dibandingkan dengan Prochloron dan Prochlorothrix . Letak DNA pada Prochlorothrix daerah pusat dalam stroma Contoh spesies : Prochlorococcus marinus (diameter sel , 0.5-0.8 [micro]m)

44

Prochlorococcus, organisme unicellular yang bersimbiosis dengan fitoplankton (Chisholm et al., 1988). Prochlorococcus ditemukan sejak tahun 1986 oleh Sallie W. (Penny) Chisholm dan Robert J. Olson dan memiliki klorofil a dan b,sedikit phycobiin. Prochlorococcus merupakan organisme autotrof yang menghasilkan oksigen paling rendah dibandingkan dengan Prochloron dan Prochlorothrix . Letak DNA pada Prochlorothrix daerah pusat dalam stroma Contoh spesies : Prochlorococcus marinus (diameter sel , 0.5-0.8 [micro]m)

45

Prochlorococcus marinus

46

3.perairan (Burger-Wiersma et al., 1986),Letak DNA pada Prochlorothrix adalah pada daerah pusat dalam stroma menyerupai nukleoid pada cyanobakteria. Prochlorothrix memiliki kandungan klorofil a dan b. Contoh spesies : Prochlorothrix hollandica (diameter sel, 1.3-1.5 [micro]m; panjang sel, 10-18 [micro]m)

47

3. Prochlorothrix, organisme unicellular berfilament dan habitat perairan (Burger-Wiersma et al., 1986),Letak DNA pada Prochlorothrix adalah pada daerah pusat dalam stroma menyerupai nukleoid pada cyanobakteria. Prochlorothrix memiliki kandungan klorofil a dan b. Contoh spesies : Prochlorothrix hollandica (diameter sel, 1.3-1.5 μm, panjang sel, 10-18 μm

48

Prochlorothrix hollandica

49

MANFAAT PROCHLOROPHYTES

1. Derivat klorofil a dan b pada prochlorococcus dimanfaatkan untuk mendeteksi fluorescen red

2. Prochloron didemni bersimbiosis dengan Lissoclinum patella dan menghasilkan produk enzim sebagai bahan campuran anti kanker

3. Prochloron didemi memiliki gen yang homolog dengan anabaena. Gen ini sangat diperlukan untuk memproduksi GADPH yang digunakan dalam siklus calvin untuk metabolisme carbon.

4. Prochlorothrix dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan air payau

50

4.Bakteri Kemolitotrof Bakteri NitrifikasiSebagian besar bakteri kemolitotrof memiliki

kemampuan untuk tumbuh secara autotrof dan terdapat suatu ciri fisiologis utama yang membedakan dengan bakteri fototropik dan cyanobacteria.Bakteri kemolitotrof yang dipelajari adalah bakteri yang mampu mengoksidasi-mereduksi senyawa nitrogen. Bakteri yang mampu tumbuh secara kemolitotrof dengan mereduksi senyawa anorganik berupa nitrogen disebut nitrifying bacteria (bakteri penghasil nitrogen). Bakteri ini mengubah material organik yang telah terdegradasi ke lingkungan berupa amonia (NH3) menjadi senyawa NO2

- dan senyawa NO3

-. Proses inilah yang kemudian disebut sebagai nitrifikasi.

51

52

Beberapa genera telah diketahui berdasarkan morfologi dan bagaimana langkah-langkahnya dalam rangkaian peristiwa oksidasi(nitrifikasi). Tidak ada bakteri kemolitotrof yang menyelesaikan oksidasi secara lengkap, akan tetapi terpisah ke dalam dua kelompok organisme.Untuk langkah yang pertama yaitu oksidasi amoniak ke nitrit disebut dengan nitrosifikasi atau pembentukan (formasi) nitrit. Selanjutnya, oksidasi nitrit ke nitrat disebut pembentukan (formasi) nitrat. Bakteri pembentuk nitrit disebut dengan “nitrosobacter” sedangkan bakteri pembentuk nitrat disebut dengan “nitrobacter”.

53

Nitrosobacteria Nitrobacteria

Nitrosomonas Nitrobacter

Nitrosopira Nitrospina

Nitrosolobus Nitrococcus

Nitrosovibrio Nitrospira

Nitrosococcus

54

Karakteristik dan HabitatSecara umum bakteri ini berukuran kecil, merupakan kelompok gram-negatif, bentuknya dapat berupa tongkat/batang ataupun berbentuk bola. Pertumbuhan lambat, untuk memperbanyak diri butuh waktu 10-12 jam.Bakteri ini cukup tersebar dimana-mana. Habitat dari bakteri ini adalah di perairan dan tanah.Sel bakteri nitrifying berwarna kemerah-merahan untuk jenis bakteri Nitrosobacteria dan kecoklat-coklatan untuk jenis bakteri Nitrobacter. Bakteri Nitrifying peka terhadap cahaya, terutama cahaya biru dan cahaya ultraungu. Apabila bakteri telah berkoloni, cahaya di permukaan tidak menjadi suatu masalah. Selama 3 atau 4 hari banyak sel bakteri tertahan di kolom air.

55

Kelompok bakteri pengoksidasi amonia (nitrosobacteria)

1. Nitrosomonas (Winogradsky 1892)KlasifikasiPhylum Beta Proteobacteria Class Beta Proteobacteria Ordo Nitrosomonadales Familia Nitrosomonadaceae Genus Nitrosomonas

Winogradsky , 1892

56

Karakteristik :Secara filogenetik, termasuk golongan betaKandungan DNA 45-53 mol% GCGram-negatifBerbentuk tongkat pendek hingga panjangMotil, memiliki flagella di kutub tubuhnya (adapun

yang nonmotil)Memiliki selaput membran di tepi tubuhnyaHabitat : tanah, kotoran, perairan tawar dan laut Species : N. aestuarii (Koops et al. 2001, sp.

nov.), N.communis, N. europaea, N. eutropha,

N. halophila N. marina, N. nitrosa, N.oligotropha

57

. Nitrosococcus (Winogradsky 1892) Klasifikasi

Phylum Gamma Proteobacteria Class Chromatiae Ordo ChromatialesFamilia ChromatiaceaeGenus Nitrosococcus

Winogradsky , 1892

58

Karakteristik :Secara filogenetik, termasuk golongan

gammaKandungan DNA 49-50 mol% GCBerbentuk kokus besar Motil Vesikular atau memiliki membran di tepiHabitat : perairan tawar dan lautSpecies : Nitrosococcus nitrosus ((Migula

1900) Buchanan 1925), Nitrosococcus oceani ((Watson 1965) Watson 1971)

 

59

Karakteristik :Secara filogenetik, termasuk golongan

gammaKandungan DNA 49-50 mol% GCBerbentuk kokus besar Motil Vesikular atau memiliki membran di tepiHabitat : perairan tawar dan lautSpecies : Nitrosococcus nitrosus ((Migula

1900) Buchanan 1925), Nitrosococcus oceani ((Watson 1965) Watson 1971)

 

60

3. Nitrosospira (Winogradsky dan Winogradsky 1933)Klasifikasi

Phylum Beta Proteobacteria Class Beta Proteobacteria Ordo Nitrosomonadales Familia Nitrosomonadaceae Genus Nitrosospira

Winogradsky , 1933

61

Karakteristik :Secara filogenetik, termasuk golongan betaKandungan DNA 54 mol% GCBerbentuk spiralMotil, memiliki flagel di sepanjang tepi

tubuhnyaSelaputnya tidak jelasHabitat : TanahSpecies : Nitrosospira briensis

(Winogradsky dan Winogradsky 1933), Nitrosospira multiformis

Nitrosospira tenuis ( ex Harms et al . 1976)

62

4. Nitrosolobus (Watson et al. 1971)Klasifikasi

Phylum Beta Proteobacteria Class Beta Proteobacteria Ordo Nitrosomonadales Familia Nitrosomonadaceae Genus Nitrosolobus

Watson ,1971

63

Karakteristik :Secara filogenetik, termasuk golongan betaKandungan DNA 54 mol% GCPleomorphicBerbentuk lobular dengan sel-sel yang

berkompartemen Motil, memiliki flagel di sepanjang tepi

tubuhnyaHabitat : TanahSpecies : Nitrosolobus multiformis (Watson

et al. 1971)

64

5. NitrosovibrioKlasifikasi

Phylum Beta Proteobacteria Class Beta Proteobacteria Ordo Nitrosomonadales Familia Nitrosomonadaceae Genus Nitrosovibrio

Winogradsky , 1892

65

Karakteristik :Secara filogenetik, termasuk

golongan betaKandungan DNA 54 mol% GCRampingBerbentuk tangkai yang

membentuk kurvaMotil, memiliki falgel polar dan

ada yang sub polarHabitat : Tanah

66

B. Kelompok bakteri pengoksidasi nitrit (nitrobacteria

1. Nitrobacter (Winogradsky 1892)Klasifikasi

Phylum Alpha Proteobacteria Class Rhodobacteriae Ordo RhizobialesFamilia Nitrobacteraceae Genus Nitrobacter

Winogradsky , 1892

67

Karakteristik :Secara filogenetik, termasuk golongan AlfaKandungan DNA 59-62 mol% GCTongkat pendekMenggandakan diri dengan bertunasKadang-kadang motil(memiliki flagella subterminal)Multilamelar Sistem selaput tidak simetrisMemiliki karboksisom Sistem membran berfungsi sebagai penutup pada kutub

Habitat : Tanah, Perairan tawar dan lautSpecies : Nitrobacter alkalicus (Sorokin et al. 1999),

Nitrobacter hamburgensis (Brock et al. 2001)

68

2. Nitrospina (Watson and Waterbury 1971)Klasifikasi

Phylum Delta Proteobacteria Class Anoxydelta Proteobacteria Ordo Desulvobacterales Familia Nitrospinaceae Genus Nitrospina

Watson and Waterbury 1971

69

Karakteristik :Secara filogenetik, termasuk golongan

deltaKandungan DNA 58 mol% GCBerbentuk Tongkat ramping dan panjangNonmotilSistem membran tidak jelasHabitat : Laut Species : Nitrospina gracilis (Watson

and Waterbury 1971)

70

3. Nitrococcus (Watson and Waterbury 1971)Klasifikasi

Phylum Gamma Proteobacteria Class Chromatiae Ordo ChromatialesFamilia Chromatiaceae Genus Nitrococcus

Watson and Waterbury 1971

71

Karakteristik :Secara filogenetik, termasuk golongan

gammaKandungan DNA 61 mol% GCBerbentuk kokus besarMotil (satu atau dua subterminal

flagellum) Sistem membran tidak jelasHabitat : Laut

Species : Nitrococcus mobilis (Watson and Waterbury 1971)

72

4. NitrospiraKlasifikasi

Phylum Proteobacteria

Class Nitrospirae

Ordo Nitrospirales

Familia Nitrospiraceae

Genus Nitrospira Watson

and Waterbury 1971

Karakteristik :Secara filogenetik,

termasuk golongan nitrospirae

Kandungan DNA 50mol% GC

Berbentuk helical hingga vibroid

Nonmotil Tidak memiliki membrane

internal Habitat : Tanah dan laut Species : Nitrospira marina

(Watson et al. 1986), Nitrospira moscoviensis (Ehrich et al. 2001)

73

Fisiologis Temperatur Temperatur maksimum untuk pertumbuhan adalah

antara 77-860F ( 25-30 0C). Laju pertumbuhan menurun sebanyak 50% pada 640F

( 180C). Laju pertumbuhan menurun sebanyak 75% pada 46-

50 0F. Tidak ada aktivitas yang terjadi pada 390F ( 40C) Bakteri Nitrifying akan mati pada 32 oF ( 0 oC). Bakteri Nitrifying akan mati pada 120 oF ( 49 oC) Nitrobacter sedikit toleran untuk temperatur rendah

dibanding Nitrosobacteria.

74

pHPh optimum untuk Nitrosobacteria adalah

antara 7.8-8.0. ph optimum untuk Nitrobacteria adalah

antara 7.3-7.5 Nitrobacteria akan tumbuh lebih lambat

pada pH yang tinggi. Pada pH di bawah 7.0, Nitrosobacteria akan tumbuh lebih lambat. Nitrosobacteria tidak mengalami pertumbuhan pada pH 6.5. Proses nitrifikasi tidak dapat berlangsung pada pH dibawah 6.0.

75

Kadar Oksigen Terlarut

Dissolved Oxygen (Kadar Oksigen Terlarut) Proses nitrifikasi akan berlangsung optimum

jika konsentrasi DO mencapai 80%. Namun jika konsentrasi DO di atas 80%, akan mengalami kejenuhan. Pros

es nitrifikasi tidak akan terjadi jika konsentrasi DO sejumlah 2.0 mg/l (ppm) atau di bawahnya. Dalam hal ini konsentrasi DO lebihberpengaruh pada Nitrobacteria daripada Nitrosobacteria.

76

Micronutrients Semua jenis bakteri dalam bakteri

nitrifying memerlukan sejumlah micronutrients. Yang paling penting adalah kebutuhan unsur fosfor untuk memproduksi ATP (Adenosine Tri-Phosphate). Konversi ATP berfungsi sebagai penyedia energi untuk organism selular. Fosfor secara normal tersedia untuk sel dalam wujud fosfat ( PO4). Nitrobacter, tidak mampu untuk mengoksidasi nitrit menjadi nitrat jika tidak ada fosfat.

77

NutrientsSemua jenis Nitrosomonas menggunakan

amoniak (NH3) sebagai sumber energi selama proses konversi ke nitrit (NO2). Amonia dikonversi pertama ( hidrolisis) menjadi senyawa amina (NH2) kemudian menjadi nitrit. Pada proses ini Nitrosomonas menggunakan beberapa senyawa amina sederhana seperti yang dibentuk oleh konversi amonia.

Beberapa jenis Nitrosomonas juga mampu memanfaatkan urea sebagai suatu sumber energi.

78

Proses Biokimia dalam Nitrifikasi

79

Proses Biokimia Dalam Nitrifikasi

Berikut adalah tahapan reaksi untuk menghasilkan senyawa nitrat :

Nitrosifying bakteri 1. NH 3 + O 2 + 2e - + 2H + → NH 2 OH + H 2 O 2. NH 2 OH + 1/2 O 2 → NO 2 - + H 2 O + H +

Nitrifying bakteri NO 2 - + 1/2 O 2 → NO 3 –

80

5.KEMOLITOTROF • BAKTERI PENGOKSIDASI SULFUR DAN BESI • Kemolitotrof mendapat energi dari oksidasi

elemen atau senyawa anorganik, seperti ammonia, nitrit, sulfit, hidtrogen, dan lain-lain. Kemolitotrof dibagi menjadi dua, yaitu autotrofik kemolitotrof dan heterotrofik kemolitotrof (kemolititrof yang mendapat sumber karbon dari senyawa organik).

• Kemampuan kemolitotrof dimiliki oleh beberapa kelompok miokroorganisme yaitu dari genus Thiobacillus, Thiophaera, Thiomicrosporia, Thermotrix, Beggiatoa dan Sulfolobus

81

Thiobacillus

• Genus thiobacillus termasuk gram-negatif. berflagella tongkat

• Memperoleh energi mereka dari oksidasi elemental sulfur, sulfide dan thiosulfat

• Thiobacillus dapat tumbuh secara kemolitotrof menggunakan senyawa sulfur yang direduksi. Sedikit thiobacilli dapat juga tumbuh secara kemoorganotrofik dengan donor electron organic

82

Proses oksidasi senyawa pirit• Ditinjau dari aspek biologi, maka kecepatan oksidasi

senyawa pirit sangat ditentukan oleh peran dari bakteri pengoksidasi pirit yang disebut Thiobacillus sp

• Mula-mula oksigen terlarut dalam air tanah bereaksi lambat dengan pirit, menghasilkan besi fero (Fe2+) dan sulfat atau unsur belerang. Reaksi tersebut adalah sebagai berikut :

FeS2 + ½ O2 + 2 H+ Fe2+ + 2 S + H2O• Oksidasi belerang oleh oksigen terjadi sangat lambat,

tetapi dengan bantuan bakteri autotrop yang berperan sebagai katalisator, proses berjalan dengan reaksi sebagai berikut:

S + 3/2 O2 + H2O SO42- + 2 H+

83

Asam sulfat merupakan hasil akhir dari reaksi tersebut dan menyebabkan pH lingkungan disekitarnya 2 atau kurang. Beberapa bakteri pengoksidasi yang toleran terhadap kemasaman adalah Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans pada pH 2-3, dan Thiobacillus acidophilus pada pH 1,4.

84

Enrichment dan Ekologi.• Sulfur atau thiosulfat ditambahkan pada basal salt medium

dengan NH4- sebagai sumber Nitrogen dan bikarbonat sebagai sumber karbon, lalu di inokulasi pada sample tanah atau lumpur.

• Setelah inkubasi aerobic pada suhu kamar untuk beberapa hari, muncul cairan keruh menandakan pertumbuhan Thiobacilli.

• Jika thiosulfat digunakan, titik-titik dari bentuk sulfur akan terbentuk.

• Jika elemental sulfur digunakan, banyak bakteri dapat diikat kepada insoluble sulfur crystal, adanya kristal menunjukan keberadaan bakteri, bakteri juga mengikat sulfide logam seperti PbS, HgS,atau CuS jika mereka digunakan sebagai sumber energi dari kultur thiosulfat diperkaya

• Kultur murni diperoleh dengan cara streak pada medium solid dengan komposisi yang sama.

85

Thiomicrospora dan Thermothrix• Thiomicrosporia, berbentuk spiral. Faktanya, organisme

ini sangat kecil, mediumnya dapat secara selektif diperkaya oleh penginokulasian thiosulfat atau hydrogen pada medium yang mengandung sulfide, memiliki 2 species, dua-duanya adalah kemolitrotof obligat dan satu species dapat tumbuh secara anaerobic, dengan nitrat sebagai aseptor electron.

• Thermothrix adalah bakteri berfilament yang mendiami daerah sumber air panas bersulfur yang memiliki pH netral atau sedikit asam. Kultur dari Thermothrix tumbuh secara aerobic dan anaerobic dengan nitrat sebagai aseptor electron pada temperature diantara 55 dan 85oC (optimum pada 70oC). Thermothrix memungkinkan/dapat tumbuh secara kemoorganotrofik dan menggunakan berbagai senyawa organic, termasuk glukosa, asetat dan asam amino sebagai donor electron.

86

Enrichment dan Ekologi.• Sulfur atau thiosulfat ditambahkan pada basal salt medium

dengan NH4- sebagai sumber Nitrogen dan bikarbonat sebagai sumber karbon, lalu di inokulasi pada sample tanah atau lumpur.

• Setelah inkubasi aerobic pada suhu kamar untuk beberapa hari, muncul cairan keruh menandakan pertumbuhan Thiobacilli.

• Jika thiosulfat digunakan, titik-titik dari bentuk sulfur akan terbentuk.

• Jika elemental sulfur digunakan, banyak bakteri dapat diikat kepada insoluble sulfur crystal, adanya kristal menunjukan keberadaan bakteri, bakteri juga mengikat sulfide logam seperti PbS, HgS,atau CuS jika mereka digunakan sebagai sumber energi dari kultur thiosulfat diperkaya

• Kultur murni diperoleh dengan cara streak pada medium solid dengan komposisi yang sama.

87

Thiomicrospora dan Thermothrix• Thiomicrosporia, berbentuk spiral. Faktanya, organisme

ini sangat kecil, mediumnya dapat secara selektif diperkaya oleh penginokulasian thiosulfat atau hydrogen pada medium yang mengandung sulfide, memiliki 2 species, dua-duanya adalah kemolitrotof obligat dan satu species dapat tumbuh secara anaerobic, dengan nitrat sebagai aseptor electron.

• Thermothrix adalah bakteri berfilament yang mendiami daerah sumber air panas bersulfur yang memiliki pH netral atau sedikit asam. Kultur dari Thermothrix tumbuh secara aerobic dan anaerobic dengan nitrat sebagai aseptor electron pada temperature diantara 55 dan 85oC (optimum pada 70oC). Thermothrix memungkinkan/dapat tumbuh secara kemoorganotrofik dan menggunakan berbagai senyawa organic, termasuk glukosa, asetat dan asam amino sebagai donor electron.

88

Metabolisme Karbon dan Carboxysomes.

• Kemolitotrof dapat berupa autotrof murni atau heterotrof murni, kemolitotrof sulfur seperti telah dijelaskan sebelumnya seperti pada Thiobacillus, yang tumbuh secara pertumbuhan autotrof dengan CO2 sebagai sumber karbon satu-satunya, kebanyakan species dari Beggiatoa, pseudomonad dan satu species dari Thiobacillus, T. perometabolis masuk dalam kategori

89

Karboksisom adalah alat mekanisme efektif untuk pengkonsentrasian enzim didalam sel tanpa menyebabkan osmolaritas. Karboksisom telah diobservasi pada bakteri nitrifikasi, berbagai kemolitotrof sulfur dan cyanobacteria, tetapi tidak pada bakteri kemolitotrof yang membutuhkan senyawa organic sebagai sumber karbon atau pada bakteri ungu fototrofik. dikarenakan carboxysome khusus untuk organisme yang memiliki spesialisasi dalam jalur autotrofik dari hidup.

90

Thiobacillus ferrooxidans dan struktur karboksisome

91

6.Bakteri khemolitotrofBakteri Pengoksidasi

Hidrogen Bakteri yang menggunakan oksidasi

gas hidrogen (sebagai donor elektron)

oleh oksigen (penerima elektron)

sebagai sumber energi dan karbon

dioksida sebagai sumber karbon untuk

tumbuh (Suzuki,1993).

92

Klasifikasi

Kingdom Bacteria

Phylum Proteobacteria

Class α, β Proteobacteria,

• HabitatHidup di tanah atau air yang

mengandung trace element (juga mengandung nikel)

Contoh:Pada air laut:

Hydrogenovibrio marinusPada Air Panas:

Hydrogenobacter thermophilus

93

Morfologi danFisiologi…• Menyukai kondisi mikroaerobik ketika tumbuh secara

kemolitotrofik• Umumnya hanya memiliki enzim hidrogenase pada

membran (beberapa ada yang terdapat pula di sitoplasma)

• Umumnya bersifat motil• Memiliki enzim Hidrogenase• membran sitoplasmik bakteri hidrogen dapat

menggabungkan hidrogenasi dalam level yang mencukupi untuk mempertahankan oksidasi H 2 dalam rating yang tinggi.

94

Contoh Bakteri Pengoksidasi Hidrogen

Gram Negarif• Acidovorax facilus• Alcaligenes eutrophus• Alcaligenes xylosoxidans• Aquaspirillum autotrophicum• Pseudomonas carboxydovorans• Hydrogenophaga flava• Seliberia carboxydovorans• Paracoccus denitrificans• Aquifex pyrophilus• Hydrogenobacter thermophilus

Gram Positif• Bacillus schlegelii• Arthrobacter sp.• Mycobacterium

gordonae

95

Genus HydrogenobacterHidrogenobakter merupakan

takson pertama untuk bakteri pengoksidasi hidrogen yang tumbuh secara eksklusif dan bersifat kemolitotrof serta tidak dapat tumbuh pada sembarang senyawa organik. Keturunan genus Hidrogenobakter berupa bakteri aerob gram negatif dan tidak membentuk spora.

Hydrogenobacter thermophilus adalah salah satu spesies dari genus tersebut yang diisolasi dari sumber mata air panas di wilayah kota Izu dan Kyushu, Jepang oleh Kawasumi. Bakteri ini bersifat termofilik dan tumbuh optimal pada suhu 70º - 75º C serta dengan pH 7,2.

96

Studi berdasarkan Kawasumi menunjukan bakteri dari kelompok ini secara luas terdistribusi pada sumber mata air panas dan wilayah geothermal di dunia. Nishihara telah mengisolasi keturunan halofilik yaitu Hydrogenobacter halophilus dari tepian mata air panas.

97

Bakteri pengoksidasi COBeberapa bakteri hidrogen juga tumbuh pada karbon monoksida,

CO, sebagai sumber energi, dengan elektron dari oksidasi CO ke CO 2 memasuki rantai transport elektron menuju sintesis ATP. Bakteri pengoksidasi CO, yang dikenal sebagai bakteri karboksidotrofik, tumbuh secara autotrofik menggunakan reaksi siklus Calvin untuk membereskan CO2 yang dihasilkan dari oksidasi CO. CO teroksidasi menjadi CO2 oleh enzim karbon monoksida dehidrogenase, yang mana merupakan molybdenum yang mengandung enzim. Molybdenum dalam CO dehidrogenase terbatas dalam kofaktor kecil yang terdiri dari struktur banyak cincin yang disebut pterin, mirip dengan situasi dalam enzim nitrat reduktase.

Contoh: Pseudomonas carboxydovorans Hydrogenovibrio marinus

98

Manfaat :

• Alcaligenes eutrophus biasanya digunakan untuk memproduksi polimer biodegradable, poli-3-hidroksibutirat.

• Membersikan hasil buangan industri yang berupa CO2

Alcaligenes eutrophus atauRalstonia eutrophus

99

Paracoccus denitrificans

100

7. Bakteri Metanotrof & Metilotrof

• Sekilas tentang Metan• Senyawa kimia dengan rumus CH4.

• Komponen utama gas alami.• Molekul yang relatif stabil.• Ditemukan di alam pada lingkungan anoksik

seperti : lumpur anoksik, rawa, zona anoksik pada danau dan rumen mammalia.

101

• Metanotrof merupakan organisme (bakteri) yang dapat menggunakan metan sebagai satu-satunya sumber karbon dan energi.

• Metilotrof merupakan kelompok bakteri yang tumbuh hanya menggunakan senyawa satu-karbon. Beberapa metilotrof dapat mendegradasi gas metan, oleh karena itu metilotrof disebut juga metanotrof.

102

Klasifikasi Menurut Brock, metanotrof dibedakan menjadi

2 kelompok Kelompok 1.• Organisme yang mengasimilasi

senyawa satu karbon melalui jalur siklus ribulosa monofosfat.

• Membran internalnya tersusun seperti ikatan vesikel berbentuk cakram di sepanjang sel.

• Tidak adanya siklus asam sitrat yang komplit (tidak ada enzim α-ketoglutarat dehidrogenase

Kelompok 2• Organisme yang

mengasimilasi C1 lanjutan melalui jalur Serin.

• Mempunyai membran berpasangan yang terdapat di sepanjang perifer sel.

• Memiliki siklus asam sitrat yang komplit.

103

104

Ekologi• Tersebar luas di lingkungan akuatik &

terrestrial.• Dapat tumbuh baik secara aerob dan anaerob.• Membutuhkan senyawa satu-karbon untuk

bertahan hidup.• Ditemukan pada sumber metan seperti : rawa

dan zona anoksik pada danau.• Memegang peranan penting dalam siklus

karbon.

105

Genus Metanotrof• Methanobacterium• Klasifikasi• Kingdom Archaea• Divisi Euryarchaeota• Class Methanobacteria• Ordo Methanobacteriales• Family Methanobacteriaceae• Genus Methanobacterium • (Kluyver and van Niel)

106

Methanobacterium• Bersifat anaerobik.• Berbentuk panjang atau seperti tongkat

melengkung.• Gram-negatif.• persentase guanin+sitosin antara 35 – 70%.• Kemoautotrof.• Temperatur optimum 35-70oC.• pH optimum 6-8.5.• Non-motil.• Dapat ditemukan pada tanah yang tergenang,

sedimen, dan lingkungan anoksik lainnya.

107

Genus Metilotrof

• Methylomonas• Klasifikasi• Kingdom Bacteria• Divisi Proteobacteria• Class Gammaproteobacteria• Ordo Methylococcales• Family Methylococcaceae• Genus Methylomonas (Whittenbury

and Krieg)

108

Methylomonas• Bersifat aerobik.• Berbentuk lurus atau seperti tongkat

melengkung.• Gram-negatif.• Motil. • Memiliki kemampuan untuk memfiksasi

nitrogen.• Membran tipe 1 (seperti ikatan vesikel

berbentuk cakram di sepanjang sel).• Persentase guanine+sitosin antara 50 – 54%.• Koloni berwarna pink atau kuning.• Ditemukan pada setiap lingkungan yang kaya

metan.

109

Contoh Spesies• Methanobacterium aarhusense (Shlimon et al.)• Methanobacterium beijingense (Ma et al.)• Methylomonas aurantiaca (Bowman et al.)• Methylomonas fodinarum (Bowman et al.)• Methylomonas methanica (Whittenbury and

Krieg)• Methylobacter luteus (Bowman et al.)• Methylococcus capsulatus (Foster and Davis)• Methylocystis echinoides (Bowman et al.)

110

Kultur• Medium garam mineral dengan atmosfer 80%

metan dan 20% udara yang terpelihara.• Purifikasi dilakukan dengan penggoresan

dalam lempeng agar garam mineral, kemudian diinkubasi dalam botol dengan campuran udara metan.

• Koloni untuk kebanyakan metanotrof berwarna pink, koloni metanotrof sebaiknya diambil saat masih kecil dan pemurnian dilakukan dengan pengambilan dan penggoresan kembali.

111

Simbion Metanotrofik pada Hewan

• Asosiasi simbiotik terjadi antara bakteri metanotrofik dan organisme perairan seperti remis.

• Dalam jaringan insang remis, bakteri berbentuk kokoid (tipe 1) terdapat dalam jumlah yang banyak.

• Oksidasi metan dilakukan pada jaringan insang remis dan sangat tergantung O2.

112

8.Bakteri Pereduksi Sulfur

• Bakteri ini menggunakan hidrogen dan sulfur anorganik sebagai sumber energinya, reaksinya adalah sebagai berikut:

H2 + S -------------- H2S6H2S + 3O2 --- 6S + 6H2OB

• Bakteri ini hidup mengoksidasi sulfur. Bakteri thermoasisofilik terdapat dilubang vulkanik. Dan mata air bersulfur seperti yang terdapat di Yellowstone amerika.

113

• Terdapat 18 genus dari bakteri pereduksi sulfat yang diakui dan terbagi dalam subgroup secara fisiologinya.

• Genus pada grup 1 seperti Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfobulbus, Desulfuromonas yang menggunakan laktat, piruvat, etanol atau beberapa asam lemak seperti karbon dan sumber energi yang mereduksi sulfat menjadi hydrogen sulfida.

• Genus pada grup 2 seperti Desulfobacter, Desulfococcus, Desulfosarcina, Desulfonema berperan khusus dalam mengoksidasi asam lemak terutama asetat yang mereduksi sulfat menjadi sulfida.

114

• Desulfovibrio- Memiliki flagel di bagian kutub- batang membengkok- tidak berspora- gram negatif Desulfovibrio desulfurican - mengandung desulfoviridin- memiliki 12 spesies, satu bersifat thermofilik.- contoh spesies :

Desulfovibrio desulfurican dan Desulfovibrio vulgaris

Desulfovibrio vulgaris

115

• Desulfovibrio desulforicans adalah salah satu jenis bakteri pereduksi sulfat yang sangat berperan dalam proses korosi. Bakteri ini termasuk gram negatif, fakultatif anaerob yang hidupnya tidak tergantung tersedianya zat organik, tapi cukup gas CO2 yang dijadikan sebagai sumber karbon, tetapi jika ada zat organik peran bakteri ini dalam proses korosi meningkat

116

DesulfomicrobiumBerbentuk batang yang motil, tidak

berspora, gram negatif, tidak mengandung desulfoviridin, terdapat 2 spesies.

DesulfobotulusGram negatif, motil, tidak mengandung

desulfoviridin, memiliki 1 spesies.

117

DesulfotomaculumBatang lurus atau bengkok, motil dengan

peritrik atau lagel di bagian polar, gram negatif, tidak mengandung desulfoviridin, memproduksi endospora, terdapat 4 spesies, 1 thermofilik dan 1 spesies mampu menggunakan asetat sebagai sumber energi.contoh spesies : Desulfotomaculum nigrificans

Desulfotomaculum nigrificans

118

DesulfomonileBerbentuk batang, mampu menurunkan

deklorinasi yaitu mengubah 3-klorobezoat menjadi benzoat.Desulfobacula

Sel oval, hidup di laut, dapat mengoksidasi beberapa komponen aromatik termasuk hidrokarbon toluene aromatik menjadi CO2, memiliki 1 spesies.

119

ArchaeoglobusHiperthermofil, temperatur yang optimum

yaitu 830C, mengandung beberapa coenzim yang unik dari bakteri metanogenik yang menghasilkan sedikit methan selama tumbuh. H2, format, glukosa, laktat dan piruvat merupakan donor elektron sedangkan SO4

2-, S2O32- atau SO3

2- merupakan aseptor elektron, memiliki 2 spesies.

Archaeoglobus dapat mereduksi sulfat tapi tidak memiliki kemampuan untuk mereduksi elemen sulfur.

contoh spesies : Archaeoglobus fulgiddus

120

DesulfobulbusSel berbentuk ovoid atau seperti lemon,

tidak berspora, gram negatif, tidak mengandung desulfoviridin, dapat bergerak dengan flagel di satu kutub, menggunakan propionate sebagai donor elektron dengan asetat + CO2 sebagai produk, terdapat 3 spesies.

Contoh Spesies :

Desulfobulbus japonicus Desulfobulbus propionicus

121

ThermodesulfobacteriumKecil berbentuk batang, gram negatif,

mengandung desulfoviridin, thermofilik, tumbuh optimum dalam suhu 700C.

Contoh spesies :

Thermodesulfobacterium

122

• DesulfobacterBatang tidak berspora, gram negatif, tidak mengandung desulfoviridin, dapat bergerak dengan 1 flagel di satu kutub, hanya menggunakan asetat sebagai donor elektron dan mengoksidasikannya menjadi CO2 dengan cara siklus asam sitrat, terdapat 4 spesies.

Desulfobacter postgatei

123

• DesulfobacteriumBerbentuk batang, beberapa dengan gelembung gas, terdapat di laut, mampu tumbuh secara aututrof dengan cara siklus asetyl CoA, memiliki 3 spesies.

• DesulfococcusSel berbentuk spherik, nonmotil, gram negatif, mengandung desulfoviridin, tidak berspora, menggunakan C1 – C14 asam lemak sebagai donor elektron dengan oksidasi yang lengkap menjadi CO2, mampu hidup secara autotrof dengan jalur asetyl CoA, memiliki 2 spesies.

• Desulfococcus oleovorans

124

• DesulfonemaBerukuran cukup besar, bakteri berfilamen, gram positif, tidak berspora, ada yang memiliki desulfoviridin den ada yang tidak, menggunakan C2 – C12 asam lemak sebagai donor elektron dengan proses oksidasi yang sempurna menjadi CO2, mampu tumbuh secara autotrof dengan jalur asetyl CoA (H2 sebagai donor elektron), memiliki 2 spesies.

Desulfonema limicola

125

• Desulfosarcina• Berupa paket sel (sarcina yang tersusun), gram

negatif, tidak berspora, tidak mengandung desulfoviridin, menggunakan C2 – C14 asam lemak sebagai donor elektron dengan proses oksidasi yang sempurna menjadi CO2, mampu tumbuh secara autotrof dengan jalur asetyl CoA (H2 sebagai donor elektron), memiliki 1 spesies.

Desulfosarcina variabilis

126

• DesulfoarculusVibrious, gram negatif, motil, tidak mengandung desulfoviridin, hanya menggunakan C1 – C18 asam lemak sebagai donor elektron.

• DesulfacinumSel berbentuk coccus dan oval, gram negatif, menggunakan C1 – C18 asam lemak, nutrisinya sangat bermacam-macam, mampu tumbuh secara autotrof, thermofil.

• DesulforhabdusBatang, tidak berspora, gram negatif, non motil, menggunakan asam lemak dengan oksidasi yang sempurna menjadi CO2.

• ThermodesulforhabdusBatang, gram negatif, motil, thermofil, menggunakan asam lemak sampai C18.

127

• DesulfuromonasBatang lurus, flagel bercabang tunggal, tidak berspora, gram negatif, tidak mereduksi sulfat; asetat, suksinat etanol, atau propanol digunakan sebagai donor elektron; anaerob obligat, terdapat 4 spesies.

• Contoh spesies :Desulfomonas pigra dan Desulfuromonas acetoxidans

• Desulfomonas pigra merupakan bakteri gram negatif, bentuk batang, tidak membentuk endospora, dapat menghidrolisis gelatin, memfermentasi laktosa dan sukrosa dan menghasilkan asam dan gas, dapat mereduksi nitrat, sulfat, dapat mengoksidasi laktat dan asetat, tidak dapat mengoksidasi propionat

• Desulfuromonas berbeda dari yang lainnya yaitu anaerob obligat dan hanya menggunakan sulfur sebagai aseptor elekton

Desulfuromonas acetoxidans

128

• DesulfurelaBatang pendek, motil, gram negatif, memerlukan asetat, thermofilik.

• Campylobacter Batang berliku, flagel di kutub, gram negatif, tidak berspora, tidak mampu mereduksi sulfat tapi dapat mereduksi sulfur, sulfit, thiosulfat, nitrat atau fumarat secara anaerob dengan asetat atau varietas karbon lain sebagai sumber donor elektron, aerob fakultatif.

129

• Bakteri pereduksi sulfat tersebar luas di lingkungan perairan dan terrestrial yang menjadi anoksik sebagai hasil dari proses dekomposisi mikroba

• Pada saat sulfat direduksi oleh bakteri pereduksi sulfat maka senyawa sulfur H2 S dan HS akan diproduksi dan bereaksi dengan Fe. Fe direduksi dari Fe(III) menjadi Fe(II), yang akan menghasilkan pirit (FeS2) dan melepas P terlarut. bakteri pereduksi sulfat merupakan perombak bahan organik utama dalam sedimen anaerob, dan berperan penting dalam mineralisasi sulfur organik dan produksi Fe dan P mudah larut

130

• Timbulnya H2S tersebut menurut Dent (1986), Konsten (1990) dan Breemen (1993) karena proses reduksi SO42- dan jumlah yang terbentuk berhubungan langsung dengan bahan organik. dengan reaksi sebagai berikut :

SO42- + 2 C H2O + H+ ------ H2 S + 2 CO2 +2

H2OReaksi reduksi sulfat tersebut selain membutuhkan bahan organik sebagai sumber elektron, dan juga pH yang sesuai agar berjalan cepat yaitu pH antara 4-5.

131

• Bakteri anaerob pereduksi sulfat (sulphate reducing bacteria / SRB) akan menyebabkan korosi pada struktur baja yang ditimbun dalam tanah, dengan pembentukan lapisan tak protektif seperti FeS dan Fe2O3. H2O

• Isolasi dan ekologi• Penyuburan dari Desulfovibrio relatif mudah

dalam medium sulfat-laktat yang anoksik yang ditambahkan besi belerang. Agen pereduksi sebagai thioglikolat atau askorbat juga ditambahkan untuk mencapai Eo’ yang rendah.

132

• Biokimia• Desulfovibrio menunjukkan bahwa satu (net) ATP

diproduksi setiap sulfat direduksi menjadi sulfida dan 3 (net) ATP diproduksi setiap sulfit direduksi menjadi sulfida. Nilai ini dapat memberikan pengetahuan mengenai konversi dari sulfat menjadi sulfit. Menurut konversi, 2 ikatan energi fosfat yang tinggi ekuivalen dengan yang dikonsumsi karena ATP dan sulfat merupakan reaktan dan sulfit merupakan produk akhir

• Fisiologi• H2, laktat dan piruvat selalu digunakan secara menyeluruh

dan beberapa spesies dari grup 1 menggunakan malat, format dan akohol (contohnya methanol, etanol, propanol dan butanol). Pereduksi sulfat grup 1 mengoksidasi sumber energi menjadi asetat dan mensekresikan asam lemak sebagai produk akhir. Organisme grup 2 berbeda dari grup 1 oleh kemampuan mengoksidasi asam lemak, laktat, suksinat dan benzoat dalam beberapa kasus menjadi CO2

133

9.Bakteri homoasetogenik• Bakteri homoasetogenik merupakan bakteri

anaerob obligat yang menggunakan CO2 sebagai penerima elektron, menghasilkan asetat sebagai satu-satunya produk respirasi anaerob

• Gram-positif, membentuk endospora, bentuk basilus (0,3-2,2 x 1,2-6 μm); biasanya bergerak oleh flagela peritrik (Clostridium)

134

Semua bakteri homoasetogenik yang menghasilkan (mengeluarkan) asetat dalam energi metabolisme merupakan gram positif, dan banyak yang di klasifikasikan dalam genus Clostridium

Bakteri Homoasetogen memfermentasi glukosa melalui glikolisis dengan mengubah glukosa menjadi 2 molekul piruvat dan dua molekul NADH yang menghasilkan 2 molekul asetat

135

• Terjadi reduksi dua molekul CO2 yang menggunakan empat elektron yang dihasilkan dari glikolisis ditambah dengan empat elektron yang diproduksi selama oksidasi dua piruvat menjadi dua asetat dan menghasilkan asetat yang ketiga

• Bakteri homoasetogenik dapat ditemukan di air tanah granit sebagai sel hidup,sebanyak 104 sel/ml dan berperan dalam pembuatan biogas.Bentuk yang terlihat dari isolate adalah sedikit lengkung (seperti pisang) berbentuk tongkat

136

Fisiologi: • anaerobik ( Clostridium, Desulfotomaculum)• menghasilkan asetat sebagai satu-satunya

produk gula fermentasi, sehingga namanya homoasetogenik (satu-satunya produk gula katabolisme adalah asetat); juga dapat tumbuh litotropik menggunakan hidrogen sebagai sumber energi (Acetobacterium, Clostridium, Desulfotomaculum)

• Beberapa spesies patogenik bagi hewan maupun manusia

137

• Bakteri asetogenik mengkatabolisis asam lemak tertentu dan produk netral lainnya menjadi asetat, CO2 dan H2

• Bakteri homoasetogenik menggunakan H2, CO2,dan format menjadi asetat.

• Bakteri metanogenik yang memanfaatkan asetat, CO2, dan H2 menjadi metana.

138

• Mikroorganisme seperti Acetobacterium woodii dan Clostridium aceticum bisa tumbuh baik di kemoorganotropik maupun di kemolitotropik dengan menyediakan fermentasi asam homoasetik gula atau reduksi CO2 menjadi asetat dengan H2 sebagai donor elektron

139

Acetobacterium woodii

• Kingdom Bacteria• Phylum Proteobacteria• Class Alpha Proteobacteria• Order Rhodospirillales• Family Acetobacteraceae• Genus Acetobacter

140

Clostridium aceticum

• Kingdom Monera• Phylum Firmicutes• Class Clostridia• Order Clostridiales• Famíly Clostridiaceae• Genus Clostridium

141

Clostridium aceticum• Kingdom Monera• Phylum Firmicutes• Class Clostridia• Order

Clostridiales• Famíly Clostridiaceae• Genus Clostridium

Karena kandungan enzim flavin yang tinggi, maka banyak Clostridium pada saat bersinggungan dengan oksigen udara membentuk oksigen peroksida, yang bersifat toksik bagi sel

142

Desulfotomaculum sp.

• Kingdom Bacteria• Phylum Firmicutes• Class Clostridia• Order Clostridiales• Family Peptococcaceae• Genus Desulfotomaculum

Bakteri pembentuk spora pereduksi sulfat yang mengandung pigmen menyerupai protohemin, dan biasanya sporanya jauh lebih besar dari sel vegetatifnya

143

Acetogenium kivui Eubacterium limosum

144

10 Budding and appendaged (Prosthecate) bacteria Bentuk Reproduksi Produksi Baeocyte

Cyanobacteria yaitu Stanieria Produksi keturunan secara intraseluler

Beberapa kelompok Firmicutes :1. Epulopiscium spp.2. Metabacterium polyspora 3. Segmented Filamentous Bacteria (SFB)

Tunas1. Planctomycetes2. Cyanobacteria3. Firmicutes (a.k.a. the Low G+C Bakteri Gram-Positif4. Prosthecate Proteobacteria

145

Diameter baeocyte ± 1 – 2 µmBaeocyte tumbuh sel vegetatif yang berdiameter > 30 µm (Saat tumbuh, DNA bereplikasi berulang – ulang dan sel menghasilkan matrik ekstraseluler yang tebal. ) sel vegetatif berpindah ke dalam fase reproduksi dimana sel tersebut melalui suksesi secara cepat pembelahan sitoplasma untuk menghasilkan 12 atau ratusan baeocyte matriks ekstraseluler membuka dan melepaskan baeocyte. Kelompok lain yang menggunakan pola pembelahan khas pada reproduksinya yaitu Pleurocapsales (Ordo Cyanobacteria).

146

147

Organisme dikelompokkan berdasarkan ciri anatominya :

1. Tangkai2. Hifa

3. TonjolanPerpanjangan sari selLebih kecil dari diameter selMengandung sitoplasmaDiselaputi oleh dinding selDibatasi oleh Prostheca

148

(Evolusi dan Ekologi)Secara filogenetik sekelompok dengan bakteri ungu,

khususnya α-bakteri ungu, kecuali genus Planctomyces dan Pirella. Kedua organisme ini saling berhubungan satu sama lain tetapi secara filogenetik tidak berhubungan dengan kelompok bakteri yang lain. Planctomyces dan Pirella memiliki dinding sel yang terdiri atas protein primer. Dinding Planctomyces dan Pirella mengandung sejumlah besar sistein (cross-linked as sistein) dan prolin tetapi mengandung sedikit peptidoglikan. Organisme yang mempunyai peptidoglikan dalam jumlah yang sedikit seperti Planctomyces dan Pirella resisten terhadap antibiotik penisilin, cephalosporin, dan cycloserine, semua obat yang mempengaruhi sintesis peptidoglikan.

149

Sebagian besar hidup di lingkungan akuatik Di alam banyak yang hidup menempel di permukaan

(tangkai atau tonjolannya berfungsi sebagai sisi untuk penempelan)

Kebanyakan bentuk prosthecate adalah mengapung bebas dan tunasnya berfungsi sebagai organ penyerapan yang membuatnya lebih mampu tumbuh pada lingkungan akuatik yang bernutrisi. Peranan tonjolan bakteri yaitu menambah ukuran volume, seperti penambahan struktur daerah permukaan sel dan memberikan keuntungan untuk kelangsungan hidup di dalam lingkungan cair.

Sebagian besar bentuk yang mengapung bebas ini mempunyai gelembung udara, sedikit beradaptasi terhadap keberadaan plankton.

150

Bakteri Bertunas (Budding Bacteria)• Hyphomicrobium (kemoorganotrof) dan Rhodomicrobium (fototrof)

Kedua organisme ini mengeluarkan tunas dari ujung hifa yang tipis dan panjang

• Proses ReproduksiSel induk sering menempel pada dasar substrat padat dengan tunas. Bagian ujung sel membesar, menipis, dan memanjang menjadi hifa dan pada ujung hifa terbentuk tunas. Tunas ini membesar membentuk flagella, kemudian melepaskan diri dari sel induk dan berenang jauh. Selanjutnya, sel anakan melepaskan flagellanya dan setelah masa pematangan membentuk hifa dan tunas.

• Replikasi kromosom terjadi selama siklus pertunasan. DNA berada di sel induk bereplikasi, kemudian terbentuk tunas. Duplikat kromosom sirkuler bergerak ke sepanjang hifa dan masuk ke dalam tunas. Cross-septum terbentuk, memisahkan dari tunas yang masih berkembang dari hifa dan sel induk.

151

Pada beberapa kasus, sel anakan tidak dapat melepaskan diri dari sel induk tetapi membentuk hifa dari kutub yang berlawanan. Kesatuan kompleks sel yang dihubungkan oleh hifa sering terlihat. Padua beberapa kasus, tunas mulai terbentuk secara langsung dari sel induk tanpa pembentukan hifa terlebih dahulu dan pada kasus lain, sel tunggal membentuk hifa dari setiap ujung selnya. Hifa merupakan perpanjangan sel dari sel induk yang mengandung dinding sel, membrane sitoplasma, ribosom, dan DNA.

152

Bakteri Bertangkai (Stalked Bacteria) Ciri primer : tangkai, holdfast, roset, sel

swarmer Tangkai = batang berflagel polar untuk menempel

pada substrat padat; pertumbuhan luar sel; mengandung sitoplasma yang diselaputi oleh dinding sel dan membran sitoplasma

Terdiri atas sekelompok gram-negatif (Sebagian besar anggota dari kelompok ini digolongkan ke dalam genus Caulobacter; bentuk roset)

Seringkali terlihat pada lingkungan akuatik, menempel pada bahan partikulat, bahan organik dari tanaman, atau organisme lain

153

154

Caulobacter Bakteri Gram-negatif Selnya menyerupai batang yang berflagel pada kutubnya atau

bertangkai Kemoorganotrof aerob yang biasanya mempunyai satu atau

beberapa kebutuhan vitamin tetapi dapat tumbuh pada berbagai macam senyawa karbon organik sebagai satu – satunya sumber karbon dan energi. Berbagai macam asam amino digunakan sebagai sumber nitrogen.

Hidup di lingkungan akuatik dan melekat pada bahan partikulat, bahan organik tanaman, atau mikroorganisme lain dengan menggunakan tangkainya

Membelah secara asimetrik untuk menghasilkan dua jenis anakan sel yang secara fungsional dan struktural berbeda. Tangkainya berdiameter ± 0.7 µm dan panjang 2 – 3 µm

155

Siklus Pembelahan Sel

Caulobacter membelah secara asimetrik menghasilkan sel swarmer dan sel bertangkai. Sel swarmer mempunyai sebuah flagela. Flagela lepas dari swarmer melalui destruksi struktur (MS ring) pada dasar flagela. Pada sel swarmer, kromosom tidak bereplikasi, tetapi replikasi kromosom dimulai dengan cepat pada sel anakan yang bertangkai dan saat sel swarmer kehilangan ekornya (Stanford). Tangkai melekat pada permukaan dengan organel adhesif yang dinamakan holdfast.

156

Pemanjangan sel, pembelahan, pembentukan flagela tunggal pada tangkai di kutub berlawanan. Flagela sel yang terbentuk dinamakan swarmer, terpisah dari sel induk yang tidak berflagel, berenang disekitarnya, dan menempel pada permukaan baru, membentuk tangkai baru pada kutub flagela; flagela kemudian hilang. Waktu pembelahan sel bertangkai lebih pendek daripada waktu pembelahan sel swarmer. Sel swarmer (flagela) harus mensintesis tangkai sebelum membelah. Siklus pembelahan sel pada Caulobacter lebih kompleks daripada pembelahan biner sederhana.

157

Siklus sel Caulobacter menunjukkan dua sel anakan, satu dengan tangkai dan satu dengan flagellum, yang berbeda dalam struktur dan fungsi (Jacobs-Wagner )

158

159

Jenis – jenis Caulobacter Caulobacter vibrioides Henrici dan Johnson 1935 (Approved Lists

1980) Caulobacter bacteroides Poindexter 1964 Caulobacter crescentus Poindexter 1964 Caulobacter fusiformis Poindexter 1964 Caulobacter halobacteroides Poindexter 1964 Caulobacter henricii Poindexter 1964 Caulobacter intermedius Poindexter 1964 Caulobacter leidyi corrig. Poindexter 1964, species . Poindexter 1964 Caulobacter maris Poindexter 1964 Caulobacter mirabilis Ibrahim dkk. 2008, sp. 2008, sp. nov. Nov Caulobacter segnis (Urakami dkk. 1990) Ibrahim dkk. 1999, comb.

1999, sisir. nov. Nov Caulobacter subvibrioides Poindexter 1964 Caulobacter variabilis (ex Poindexter 1964) Poindexter 1989, sp. nov.,

nom. November, nom. Rev

160

Potensi Caulobacter crescentus

Bakteri C. crescentus menggunakan perekat yang sangat kuat untuk menempel pada batu-batuan. C. Crescentus menggunakan molekul-molekul gula untuk tetap bertahan di dasar sungai, arus air, dan di dalam permukaan pipa air. Daya rekat adhesifnya dapat menahan tekanan tinggi sebanding dengan gaya berat hingga tiga buah mobil. Kekuatannya sekitar tiga kali lipat lem sintetis terkuat yang ada saat ini.

161

Gallionella A bean on a stick Tangkai berpilin (mengandung ferric hydroxide), ekskresi

sel Ferric hydroxide terakumulasi di sepanjang tangkai Sel merupakan kemolitotrof, memfiksasi CO2 melalui siklus

Calvin dan menggunakan Fe2+ sebagai pendonor elektron Seringkali ditemukan pada tanah berlumpur, mata air yang

mengandung unsur besi, habitat lain yang terdapat unsur besi.( Pada air yang mengandung besi dan bersifat sangat asam, tidak terdapat Gallionella tetapi Thiobacillus yang toleran terhadap asam.)

Biasanya berasosiasi dengan bakteri yang berselubung seperti Sphaerothylus.

162

163

Perbedaan Budding Division dan Binary Fission

164

11.BAKTERI SPIRILLA

• Spirilla adalah gram negatif, motile, bakteri berbentuk spiral , aerobik obligat, microaerophilic, dan fakultatif, mampu melakukan fermetasi, mengfiksasi nitrogen, bersifat halophilic, dan thermophilic

• Bakteri berbentuk spiral atau spirillum terutama dijumpai sebagai individu-individu sel yang tidak saling melekat.

165

Genus Dari Bakteri Berbentuk Spiral

Spirillum Aquaspirillum Oceonospirillum Azospirillum Herbaspirillum Camplylobacter Helicobacter Bdellovibrio Spirosoma

166

Spirillum

• Spirillum pertama kali dikenalkan / di

gambarkan oleh Van leeuwenhoek pada tahun

167o

• Spirillum volutants adalah mikroaerobik

memerlukan O2, tetapi dihambat oleh O2 pada

level normal.

167

• Karakteristik

• Sel berdiameter 1,4 - 1,7 µm dan panjang 60 µm,

mikroaerophilic, bakteri gram negatif, dan bergerak

dengan flagel. Energi di peroleh melalui pernafasan.

(Schlegel, 1994) Karakteristik lainnya seperti dari

Spirillum volutans adalah bentuk dari granul utama

(granul volutin) terdiri dari polyphosphate.

•

• Habitat• Spirillum hidup pada air tawar

168

Klasifikasi

• Spirillum volutansKingdom BacteriaPhylum ProteobacteriaClass BetaproteobacteriaOrdo NitrosomonasFamily SpirillaceaeGenus SpirillumSpesies Spirillum volutans (Starr, 1963)

169

Spirillum pleomorphum Kingdom Bacteria Phylum Proteobacteria Class Betaproteobacteria Order NitrosomonadalesFamily SpirillaceaeGenus SpirillumSpesies Spirillum pleomorphum

Spirillum serpens Kingdom BacteriaPhylum Proteobacteria Class BetaproteobacteriaOrder NitrosomonadalesFamily SpirillaceaeGenus SpirillumSpesies Spirillum serpens

170

Kultur

• Cara pertumbuhan mikroaerobik dari Spirillum volutants adalah menggunakan medium seperti nutrien broth (bulyon/air daging) dalam bejana tertutup dengan persediaan nitogen dari atmosfer, dan kemudian memasukkan cukup O2 dari semprotan hypodermik hingga 1-5% dari volume ruang. Spirillum volutants tergantung pada O2 untuk pertumbuhan.

171

Aquaspirillum

KarakteristikDiameter sel 0,2-1,5 µm, bersifat

aerobik, memiliki falgel pada salah satu atau kedua kutub sel.

Habitat Hidup pada air tawar

172

Jenis-jenis1. Aquaspirillum aquaticum

2. Aquaspirillum arcticum3. Aquaspirillum autotrophicum4. Aquaspirillum Bengal5. Aquaspirillum delicatum6. Aquaspirillum dispar7. Aquaspirillum fasciculus8. Aquaspirillum giesbergeri9. Aquaspirillum gracile10. Aquaspirillum itersonii11. Aquaspirillum itersonii subsp.

Itersonii12. Aquaspirillum itersonii subsp.

Nipponicum

13. Aquaspirillum magnetotacticum14 Aquaspirillum metamorphum15 Aquaspirillum peregrinum 16 Aquaspirillum peregrinum

subsp. Integrum17 Aquaspirillum peregrinum

subsp. Peregrinum18 Aquaspirillum polymorphum19 Aquaspirillum psychrophilum20 Aquaspirillum putridiconchylium21 Aquaspirillum serpens22 Aquaspirillum sinuosum

173

Klasifikasi

Kingdom BacteriaPhylum ProteobacteriaClass AlphaproteobacteriaOrder RhodospirillalesFamily RhodospirillaceaeGenus AquaspirillumSpecies A.magnetotacticum

174

Aquaspirillum sinuosum Aquaspirillum serpens

175

Organisme ini melakukan gerakan dalam bidang magnetik yaitu magnetotaxis. Dalam sel, rantai 5-40 partikel magnetik yang terdiri dari Fe304 disebut magnetosome dan ini berfungsi sebagai magnet internal yang mengenal sel sepanjang bidang magnet khusus.

Sel-sel pada bagian utara memiliki dorongan gerak magnetosom ke arah utara mengikuti flagelnya sehingga menyebabkan mereka bergerak ke arah tersebut (ke arah utara). Sel-sel pada bagian selatan mempunyai polaritas sebaliknya dan bergerak ke selatan.

176

177

Kemampuan untuk berorientasi dalam bidang magnetik adalah keuntungan selektif dalam mengarahkan organisme microaerophilic kebawah menuju zona yang tidak terlalu beracun mendekati sedimen.

KulturKultur bakteri diisolasi dari lumpur yang kaya

akan besi. Media kultur bakteri mengandung besi, garam sitrat pada pH 7,2, ini merupakan pH optimal bagi pertumbuhannya.

178

Azospirillum

KarakteristikAzospirillum memiliki diameter sel 1 µm, bersifat mikroaerofilik, dan pemfiksasi nitrogen. Merupakan bakteri gram negatif

HabitatAzospirillum Hidup di tanah.

179

Jenis-jenis1. Azospirillum amazonense2. Azospirillum brasilense3. Azospirillum canadense4. A.doebereinerae5. A.halopraeferens6. Azospirillum irakense

7.Azospirillum largimobile8.Azospirillum lipoferum9.Azospirillum melinis10.Azospirillum oryzae11.Azospirillum rugosum12.Azospirillum zeae

180

Klasifikasi

• Azospirillum brasilenseKingdom BacteriaPhylum ProteobacterClass AlphaproteobacterOrdo RhodospirillalesFamily RhodospirillaceaeGenus AzospirillumSpesies A. brasilense

181

Azospirilum lipoferum adalah organisme pengfiksasi nitrogen yang sebelumnya dinamakan Spirillum lipoferum oleh BeiAjerinck pada tahun 1922. bakteri ini telah ditemukan bersimbiosis dengan rerumputan tropis dan tanaman padi-padian

Dalam pertanian Azospirillum sangat baik. Azospirillum memanfaatkan tanaman secara langsung, asosiatif melalui fiksasi nitrogen, sintesis dari fitohormon (terutama indole -3-acetic acid, IAA), dan modulasi tanaman keseimbangan hormonal oleh deaminasi dari ethylene 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC). Hal ini dapat mengakibatkan peningkatan sistem percabangan akar dan pemanjangan, sehingga meningkatkan penyerapan air tanah dan mineral.

182

Efek dari inokulasi Azospirillum lipoferum pada pada akar padi (A) inokulasi

kontrol, (B) inokulasi beras

dengan Azospirillum lipoferum

Koloni dari Azospirillum lipoferum pada akar

beras

183

Bdellovibrio

Karakteristik Diameter sel 0,25 - 0,4 µm,aerobik obligat, predator

bagi bakteri lain, dan bakteri gram negatif. Mendapatkan energi dari oksidasi asam amino dan acetate (melalui siklus asam sitrat).

Bdellovibro bacteriovorus kecil, lengkung, dan bergerak dengan cepat, dan memiliki panjang sekitar 0,5 - 2,5 μm. (Anonim, 2009)

Sel-selnya relatif kecil dan digerakkan oleh flagel yang memiliki tebal 50 nm, kecepatan berenangnya 100 µm/detik sesuai dengan 70 kali panjang badannya/detik. (Schlegel, 1994)

184

Habitat

KlasifikasiKingdom BacteriaPhylum ProteobacteriaClass Delta ProteobacteriaOrder BdellovibrionalesFamily BdellovibrionaceaeGenus BdellovibrioSpecies Bdellovibrio bacteriovorus

Genus Bdellovibrio menyebar didalam tanah dan air, termasuk lingkungan laut, dan kotoran

185

Siklus Hidup

Bdellovibrous bacterious merupakan bakteri yang bersifat parasitik untuk bakteri lain. Setelah Bdellovibrio melekatkan diri pada mangsa, bakteri ini akan melakukan penetrasi melalui dinding sel mangsanya , tumbuh menjadi silinder panjang, sampai bahan makanan yang diperoleh dari protoplast makin menyusut, dan habis. Kemudian bdellovibrio akan merepliakasi diri diantara dinding sel dan membran (ruang periplasma), pada akhirnya membentuk struktur spherikal disebut bdelloplast. Akhirnya dinding sel bakteri hospes menghilang, sel-sel keturunan dibebaskan dan dapat menyerang sel-sel baru.

186

Siklus pertumbuhan Bdellovibrio bacteriovorus

187

• Bdellovibrio sering menyerang bakteri gram negatif tetapi tidak menyerang bakteri gram positif.

• Dari banyaknya jumlah protein yang dihasilkan genom Bdellovibrio bacteriovorus, banyak yang mendegradative (menghasilkan) enzim. Enzim ini sangat penting untuk Bdellovibrio bacteriovorus menembus ke host-nya atau mangsa sel.

188

Kultur

• Bdellovibrio dapat diisolasi dengan metode reminiscent dalam studi virus bakteria (Bagian 8.4). Plak murni, kultur Bdellovibrio telah didapatkan dari sejumlah ragam tanah

• Untuk memperkaya Bdellovibrio diggunakan NB/500 (nutrien bulyon di pengenceran 1:500) dan campuran dengan panas lunak agar dengan E. coli pada 30 ° C selama satu minggu. (Anonim, 2008)

189

Spirosoma

Karakteristik Anggota dari genus Spirosoma, berbentuk cincin, non-motile (tidak bergerak), dan merupakan bakteria chemoorganotrophic. Sel berdiameter 0,5 µm, bersifat aerobic

Habitat Spirosoma secara luas terdistribusikan dalam lingkungan akuatik/air.

190

Klasifikasi

Spirosoma lingualeKingdom Bacteria (Cohn, 1870) Cavalier-Smith,

1983 Ex Cavalier-Smith, 2002 Phylum Bacteroidetes Class Sphingobacteria Order Sphingobacteriales Family Flexibacteraceae Genus SpirosomaSpecies Spirosoma linguale (Migula 1894)

(Approved Lists 1980)

191

192

• Spirosoma ferrugineum Kingdom Bacteria (Cohn, 1870) Cavalier-Smith,1983 Ex Cavalier- Smith, 2002

Phylum Bacteroidetes Class Sphingobacteria Order Sphingobacteriales Family FlexibacteraceaeGenus SpirosomaSpecies Spirosoma ferrugineum

193

Spirosoma gregariumKingdom Bacteria (Cohn, 1870)

Cavalier- Smith, 1983 Ex Cavalier-Smith, 2002

Phylum Bacteroidetes Class Sphingobacteria Order Sphingobacteriales Family FlexibacteraceaeGenus SpirosomaSpesies Spirosoma gregarium

194

12.Spirochetes• Spirochetes adalah bakteri dengan morfologi

dan mekanisme pergerakan yang unik. Mereka tersebar luas di lingkungan perairan dan pada tubuh hewan. Sebagian dari mereka menyebabkan penyakit pada hewan dan manusia, yang paling terkenal adalah sipilis, disebabkan oleh Treponema pallidum.

195

• Morfologi Spirochetes• Spirochete memiliki ciri sel yang

khas, Selnya ramping, lentur, bentuknya berupa helik (kumparan/buntelan), dan cukup panjang.

196

Silinder protoplasmik dan Fibril axis• “Silinder protoplasmic” bakteri terdiri dari daerah yang

dikelilingi oleh membran sitoplasma dan dinding sel, menyusun sebagian besar sel spirochetal.

• Fibril, terdiri atas fibril axis atau filamen axis dan sering disebut “flagella periplasmik”, terikat pada sel kutub dan membungkus sekitar kumparan silinder protoplasmik. Baik fibril axis dan silinder protoplasmik, keduanya dikelilingi oleh membran tiga lapis yang disebut “pelindung luar” atau “amplop luar sel”. Pelindung luar dan fibril axis biasanya tidak terlihat dengan mikroskop cahaya, tetapi tampak dalam preparat pewarnaan negatif atau bagian tipis yang diperiksa pada mikroskop elektron.

197

Sel spirochete

198

Pergerakan Spirochetes• Tiap jenis spirochete memiliki jumlah fibril

axis yang berbeda beda, bisa dari 2 sampai lebih dari 100.

• Ultrastruktur dan komposisi kimia dari fibril axis serupa dengan bakteri berflagel. Seperti flagel pada bakteri flagella yang khas, sangkutan fundamental dan disk yang dipasangkan terdapat pada penyisipan akhir (insertion end). Batang dari setiap fibril terdiri atas suatu inti yang dikelilingi oleh suatu “sarung pelindung aksis fibril” sedemikian hingga spirochete yang berada di sekitar aksis fibril dalam beberapa hal dapat disamakan dengan sheated flagella.

199

Pergerakan Spirochetes

• Caara gerak sel spirochete tergantung pada medium dimana sel tersebut bergerak. Dalam cairan, daya penggerak biasanya dilengkapi oleh perputaran cepat di sekitar poros yang membujur, dan dengan pukulan, membengkokkan, mengeriting, atau peliukan tubuh seperti ular dari sel. Bentuk wujud yang bergulung pada umumnya ditahan selama daya penggerak.

200

• Spirochetes dapat berenang di medium cair dengan kadar kelekatan yang tinggi, seperti medium gel, seperti yang ditemukan di jaringan konektif .

• Ini dikarenakan spirochete memiliki fibril axis atau sering juga disebut flagella periplasmik.

• Flagella periplasmik ini berasal dari salah satu dari dua ujung spirochete, dimana ujung tersebut melekat pada membran sitoplasmik sel dan melilit di sekitar silinder protoplasmik, memanjang kira-kira 2 sampai 3 dari panjang sel spirochete (Anonymous II,2009).

201

Sel Spirochete

202

Mekanisme Pergerakan Spirochetes• Fibril axis berputar dengan teguh, seperti halnya

flagella pada bakteri. Karena silinder protoplasmik juga kaku, dimana sarung pelindung fleksibel ketika fibril aksial berputar, silinder protoplasmic berputar dengan arah berlawanan. Jika sarung pelindung tidak berhubungan dengan sebuah permukaan, sarung pelindung itu juga berputar. Mekanisme yang simple ini adalah semua yang dibutuhkan untuk menghasilkan macam-macam variasi gerakan yang diperlihatkan oleh Spirochetes.

203

204

• Jika silinder protoplasmik seperti bentuk sekerup (seperti pada spirochetes), kemudian laju gerakan akan dihasilkan ketika sarung pelindung sedang bergerak melalui suatu cairan atau medium semisolid oleh circumferential tergelincir melalui garis spiral selenoid sampai medium. Jika sarung pelindung berada dalam kontak yang panjang dengan suatu permukaan padat, silinder yang protoplasmik tidak mungkin mampu berputar sedemikian hingga gulungan dari sarung pelindung akan menyebabkan sel meluncur dalam suatu arah yang hampir paralel dengan poros dari garis spiral selenoid, menghasilkan gerakan "merangkak". Dalam keadaan bebas cairan, banyak Spirochetes menunjukkan gerakan melentur atau mencambuk disebabkan terdesaknya tenaga putaran di ujung silinder protoplasmik oleh fibril axis yang memilin (terlihat bengkok).

205

KLASIFIKASI

• Spirochetes di klasifikasikan ke dalam enam genus dilihat dari habitat, patogenisitas, morfologi, dan fisiologi.

206

Spirochaeta

• Genus spirochaeta termasuk di dalamnya bakteri yang hidup bebas, bakteri anaerobic dan bakteri fakultatif aerobik. Genus ini biasa ditemukan di lingkungan perairan seperti di air dan lumpur sungai, kolam, danau, dan laut. Contoh dari genus spirochaeta adalah Spirochaeta plicatilis.

207

• KlasifikasiDomain Bacteria PhylumSpirochaetesClass SpirochaetesOrder SpirochaetalesFamily SpirochaetaceaeGenus SpirochaetaSpeciesSpirochaeta plicatilis

(Anonymous III,2009)

208

Cristispira

• Genus cristispira terdiri dari organisme-organisme yang penyebarannya unik, ditemukan di alam terutama di ‘crystalline style’ dari beberapa moluska, seperti clams dan oysters. Cristispira mungkin dapat berada di air bersih dan moluska laut, tetapi tidak semua moluska memiliki mereka. Sayang sekali cristispira belum pernah di kultur . tidak ada bukti bahwa cristispira berbahaya bagi inangnya, organisme tersebut lebih dikenal bukan merupakan penyakit bagi moluska

209

• KlasifikasiDomain Bacteria Kingdom Bacteria Phylum Spirochaetes Class Spirochaetes Order Spirochaetales Family Spirochaetaceae Genus Cristispira Species Cristispira pugetensis

(Anonymous V,2009)

210

Treponema

• Anaerob, asosiasi inang dengan spirochetes adalah komensalisme atau parasit pada manusia dan hewan terdapat pada genus Treponema. Genus lain, Borrelia, meliputi spirochetes yang menyebabkan demam, penyakit fibril akut pada manusia dan hewan.

211

• KLASIFIKASIKingdom Eubacteria Filum SpirochaetesKelas SpirochaetesOrdo SpirochaetalesFamilia TreponemataceaeGenus TreponemaSpesies Treponema pallidum

(anonymous VI,2009)

212

• Treponema pallidum, suatu agen yang menyebabkan sipilis, menjadi jenis Treponema terbaik yang diketahui. Spesies tersebut berbeda dalam morfologi dari spirochetes lain; sel tidak helical, tetapi memiliki bentuk pipih. Lagipula, mikroskop elektron tidak dapat memperlihatkan kehadiran dari suatu sarung pelindung bagian luar diantara kedua fibril aksis dan silinder protoplasmik. Kelihatannya pada daerah sekitar fibril aksis dari T. pallidum berada pada bagian luar dari organisme. Sel T. pallidum sangat tipis, kira-kira berukuran diameter 0,2 μm.

213

• Kehidupan sel terlihat jelas pada mikroskop medan gelap atau setelah staining dengan antibodi fluorescent, mikroskop medan gelap telah lama digunakan untuk menguji eksudat dari luka sipilis yang mencurigakan. Di alam T. pallidum terbatas pada manusia, walaupun infeksi buatan dilakuakan pada kelinci dan monyet. Hal tersebut saat ini dibentuk virulen sel T. pallidum (yang dibersihkan dari kelinci yang terinfeksi) berisi suatu sistem sitokrom, dan sesungguhnya aerob. Properti milik T. pallidum ini lebih lanjut terpisah dari spesies lain dari Treponema, yang mana, seperti dicatat, adalah anaerob obligat. Ilmu taksonomi yang berarti penting pada spesies ini akan menunggu cara penanamannya dari inangnya.

214

• Saat ini, virulen T. pallidum tidak dapat tumbuh secara in vitro. Treponema yang telah di tumbuhkan bersifat anaerob obligat nonpatogenik membutuhkan media kompleks, dan semua tumbuh secara perlahan, dengan waktu generasi 12 sampai 18 jam. Treponema pallidum sangat sensitif terhadap kenaikan temperatur, yang dengan cepat dapat dibunuh pada suhu 41,50 sampai 420 C. Hal ini menjadi satu basis dalam terapi demam dari sipilis, yaitu, meningkatkan temperatur tubuh pasien dalam rangka membunuh spirochetes, tetapi prosedur tersebut kini telah digantikan oleh terapi antibiotik.

215

• Kepekaan panas dari T. pallidum juga mencerminkan fakta bahwa organisme tersebut menjadi mudah berkembang pada bagian yang dingin pada tubuh, seperti organ reproduksi laki-laki, walaupun sekali tumbuh di bagian tubuh yang lain itu akan berkembang disana. Infeksi dari kelinci biasanya lebih ekstensif pada bagian yang dingin seperti testis atau kulit; tentu saja, bagian yang sengaja dibuat dingin dari kulit kelinci mengakibatkan suatu peningkatan luka yang dramatis. Organisme akan mati dengan cepat dengan pengeringan, dan ini sedikitnya secara terpisah menjelaskan mengapa transmisi antar orang hanya dengan kontak langsung, biasanya melalui hubungan seksual. Masuk ke dalam tubuh inang melalui celah di antara

216

• Organisme ini juga dapat ditularkan kepada janin melalui jalur transplasental selama masa-masa akhir kehamilan. Struktur tubuhnya yang berupa heliks memungkinkan Treponema pallidum bergerak dengan pola gerakan yang khas untuk bergerak di dalam medium kental seperti lender (mucus). Dengan demikian organisme ini dapat mengakses sampai ke sistem peredaran darah dan getah bening inang melalui jaringan dan membran mucosa (anonymous VI,2009).

• Pengobatan dilakukan dengan antibiotik penisilin, Jika penderita yang tidak tahan dapat diganti dengan tetrasiklin atau eritromisin.

217

Leptospira

• Rodensia merupakan inang alami dari banyak leptospira walaupun anjing dan babi menjadi pembawa yang penting dari strain tertentu. Pada manusia yang sering terjadi adalah sindrom leptospira yang disebut ”Weil’s disease”; dalam hal ini organisme ini biasanya terdapat pada ginjal. Leptospira biasanya masuk ke dalam tubuh melalui membran mukosa atau melalui retakan pada kulit. Setelah suatu transient berada dalam ginjal dan hati, menyebabkan nefritis dan penyakit kuning.

218

• Terapi dengan penisilin, streptomisin, atau tetrasiklin mungkin dilakukan tetapi diperlukan perlakuan khusus untuk mengeliminasi organisme ini dari ginjal; hal ini muingkin sebab pertumbuhan lambat lokasi terproteksi dari leptospira. Hewan domestik melawan serangan leptospirosis dengan membunuh strain virulen; anjing biasanya diimunisasi secara rutin dengan mengkombinasikan distemper-leptospira-vaksin hepatitis.

219

• Pada manusia, pencegahan dilakukan terutama dengan mengeliminasi penyakit dari hewan. Serotipe yang menginfeksi anjing, L. interrogans serotipe canicola, biasanya tidak dapat menginfeksi manusia, tetapi strain ini menyerang rodensia, L. interrogans serotipe icterohaemorrhagiae, karenanya eliminasi tikus dari habitat manusia menjadi bantuan yang pantas dipertimbangkan dalam mencegah organisme ini mendekati manusia.

 

220

Leptospira interrogans• KLASIFIKASIKingdom MoneraPhylum SpirochaetesClass SpirochaetesOrder SpirochaetalesFamily LeptospiraceaeGenus LeptospiraSpesies Leptospira interrogans

221

Borrelia• Mayoritas spesies dari genus Borrelia patogen pada hewan dan

manusia. B. recurrentis menjadi agen kausatif yang menyebabkan demam pada manusia dan disebarkan melalui vektor serangga, biasanya melalui kutu yg hidup di tubuh manusia. Demam dikarakteristikkan menjadi demam tinggi dan sakit pada otot umumnya selama 3 sampai 7 hari yang diikuti dengan priode kesembuhan pada hari ke 7 sampai ke 9. Bila keadaan tersebut dibiarkan, demam kembali dalam dua sampai tiga kali siklus (sehingga disebut demam relapsing) dan menyebabkan kematian sampai di atas 40 persen dari infeksi tersebut. Kebetulan, organisme ini sangat sensitif terhadap tetrasiklin.

• Kebanyakan dalam penyakit ini organisme disebarkan oleh kutu.

•

222

13.BAKTERI LUNCUR

223

TINJAUAN UMUM • Bakteri luncur merupakan jenis bakteri yang

menunjukkan pergerakannya dengan meluncur.

• Tidak memiliki flagel namun mampu untuk bergerak ketika ada kontak langsung dengan permukaan.

• Semua bakteri luncur adalah bakteri gram negatif. Salah satu grup bakteri luncur yaitu myxobacteria bertubuh buah, membentuk struktur multiseluler dengan morfologi yang kompleks yang disebut tubuh buah.

224

Mekanisme Pergerakan Meluncur• Mekanisme sangat komplekS (> 1 mekanisme)• Terlihat ketika sel kontak dengan permukaan yang

padat. • Beberapa bakteri luncur memutar sumbu tubuhnya

ketika bergerak, sementara bakteri luncur lainnya terlihat tetap menjaga hanya satu sisi selnya yang kontak dengan permukaan.

• Gerak meluncur umumnya sangat lebih lambat dibandingkan pergerakan dengan flagel.

• Hal yang paling mempengaruhi lamanya pergerakan bakteri luncur adalah panjang sel (bakteri luncur filamentous bergerak lebih cepat dibandingkan bakteri luncur uniseluler).

225

• Pada Cytophaga, yang secara jelas berukuran kecil, rotasi partikel, yang kemungkinan terbuat dari protein,berada diantara membran sitoplasma dan membran gram negatif terluar. Seperti miniatur bola yang berhubungan, partikel- partikel berotasi dengan membutuhkan potensial membran dan secara langsung menggunakan ATP, pergerakan rotasi inilah yang mendorong sel untuk meluncur sepanjang permukaan padat.

• Pada Myxococcus pergerakan meluncurnya merupakan hasil dari sekresi senyawa kimia surfactant yang menyebabkan adanya tegangan kuat antara sel dan permukaan padat dan sepertinya cukup untuk meluncurkan sel sepanjang permukaan.

226

Cytophaga • Morfologi : selnya panjang, berbentuk batang

yang kecil, umumnya ujung sel tajam.• Metabolisme : umumnya mencerna selulosa,

agar atau kitin (enzim selulase pada sampul sel)• Habitat : tersebar luas pada tanah dan air• Kultur : isolasi dengan menempatkan sedikit

remahan tanah pada potongan kertas filter selulosa dan diletakkan pada permukaan agar mineral. Bakteri yang melekat dan mencerna serat selulosa, membentuk koloni transparan yang tersebar dan umumnya berwarna kuning atau oranye. Tes mikroskopis menunjukkan bakteri ini tumbuh sejajar dengan permukaan serat selulosa.

227

Sporocytophaga• Morfologi dan fisiologi mirip dengan Cytophaga• membentuk struktur istirahat yang seperti bola yang

disebut microcyst• tidak membentuk tubuh buah• tidak memiliki hubungan dengan myxobacteria

berbuah, komposisi DNAnya mirip dengan Cytophaga namun sangat berbeda dibandingkan dengan Myxobacteria.

• Kultur : Pada agar yang mengandung serat selulosa, keberadaan organisme ini dapat diindikasi dengan zona terang yang terbentuk ketika selulosa terdegradasi.

228

LysobacterMorfologi: berbentuk batang, non flagel • Metabolisme : memiliki kemampuan untuk

melisiskan bakteri dan jamur dengan menghasilkan protease, kitinase, dan ekskresi enzim litik lainnya ke dalam medium.

• Fungsi sebagai biokontrol terhadap penyakit tumbuhan oleh mikroba, kerusakan kacang oleh Uromyces appendiculatus dan gandum oleh Fusarium

229

Beggiatoa• Morfologi :bentuk filamen, umumnya

berdiameter cukup besar dan panjang, yang terdiri atas banyak sel pendek yang melekat dari ujung ke ujung

• Dapat melentur dan membelit sehingga banyak filament yang akan saling terjalin membentuk tumpukan yang kompleks.

• Habitat : Daerah yang yang kaya akan H2S, (sumber mata air bersulfur, lapisan rumput laut yang membusuk, lapisan lumpur di danau, lubang hidrotermal, dan air yang tercemar oleh sampah)

• filament Beggiatoa umumnya terisi oleh granula sulfur.

230

• Metabolisme : mengoksidasi H2S menjadi S0 dan SO42

• 1. KemoorganotrofikH2S tersedia sebagai donor electron, membutuhkan substansi organik untuk pertumbuhannya

• 2. Kemolithotrof autrotrofHanya pada beberapa strain Beggiatoa yang hidup di laut

231

• Simbiosis : pada rhizosfer dari tumbuhan (padi, cattail, dan tanaman rawa lainnya) yang hidup pada tanah yang tergenang, dan anoksikBeggiatoa memiliki peran bermanfaat bagi tumbuhan dalam mengoksidasi dan sehingga mendetoksifikasi hydrogen sulfide.Akar tumbuhan mengandung katalase yang dapat menaikkan tingkat pertumbuhan Beggiatoa pada rhizosfer melalui produksi katalase .

232

• Kerugian : Beggiatoa dan bakteri filamentous lainnya menimbulkan pengendapan yang besar dalam fasilitas treatment sampah dan kolam limbah industri seperti kaleng, bubur kertas, pembuatan bir, dan penggilingan.

• Bakteri filamentous ini pertumbuhannya melebihi flora normal pada sistem pembuangan, dan terbentuknya dentrital flok dan mengendapkan floc yang rapat. Jika hal ini terjadi, air pembuangan tetap tidak dapat diberi perlakuan karena sisa air pembuangan tetap dalam keadaan BOD (Biological Oxygen Demand) yang tinggi

• Pengendapan terjadi ketika Beggitoa atau bakteri filamentous lainnya menggantikan Zoogloea yang prosesnya teraktivasi dalam kotoran.

233

Thioploca

• Morfologi : berukuran sangat besar, kemolitotrof pengoksidasi sulfur filamentous yang membentuk sel bundle yang dikelilingi oleh sampul. Lapisan yang tebal dari species Thioploca yang hidup di lautan ditemukan pada dasar laut

• Metabolisme : Pengoksidasi Sulfur dan reduksi nitrat (NO3

-) menjadi N2 (denitrifikasi). • lapisan Thioploca lautan memperbaiki jumlah

CO2 dan juga berperan penting dalam siklus sulfur dan nitrogen

234

235

Leucothrix dan Thiothrix• Kedua genera ini saling berhubungan pada

struktur sel dan siklus hidupnya. • Leucothrix berbentuk Filamentous.

kemoorganotrofik. Siklus hidupnya disertai gonidia dan pembentukkan roset

• Thiothrix, bakteri kemolithotrof yang mengoksidasi H2S, hidup hanya sebagai mixotrof (membutuhkan H2S dan senyawa anorganik). Siklus hidupnya seperti Leucothrix

• Morfologi : Filamen Leucothrix berdiameter 2-5 m dan panjangnya hingga 0,1-0,5 cm. Filamen-filamennya terlihat jelas bersilangan, dan pemisahan selnya tidak terbatas hanya pada ujung selnya namun berlangsung di sepanjang filamen

236

Siklus Hidup• Pada kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan hingga

pertumbuhan yang cepat, sel individual dari filamen menjadi rentetan dan membentuk struktur ovoid yang disebut gonidia, yang kemudian terlepas dari individu-individu, dan sering kali dari ujung filamen. Gonidia mampu untuk meluncur dengan tersentak-sentak ketika adanya kontak langsung dengan permukaan yang padat.

• Bakteri-bakteri ini menempati permukaan padat, mensintesis sebuah holdfast, dan melalui pertumbuhan serta pembelahan secara berturut-turut membentuk filament yang baru. Kemungkinan pada gonidia alami merupakan elemen dispersal, memungkinkan organisme tersebar pada area lain. Jika konsentrasi gonidianya tinggi. Sel individual dapat membentuk agregat, kemungkinan disebabkan adanya interaksi satu sama lain; bakteri mensintesis holdfast sehingga ujung sel melekat pada roset dan filament baru tumbuh keluar.

237

Myxobakteria Bertubuh buah• memperlihatkan pola perilaku dan siklus hidup yang paling

kompleks dari semua organisme prokariotik yang pernah diketahui

• Habitat : Tubuh buah = potongan kayu dan material tumbuhan lainnya yang membusuk, butiran kotoran (contohnya pada domba atau kelinci. sel vegetatifnya sering terdapat pada tanah, tubuh buahnya jarang ditemukan di tanah.

• ukuran kromosom dari beberapa myxobakteria yang cukup besar.

• Myxococcus xanthus, memiliki kromosom sirkular tunggal yaitu 9500 kilo pasangan basa, dua kali lebih besar dibandingkan Escherichia coli, dan tentu saja berukuran dua sampai tiga lebih besar dibandingkan semua genom yeast, yang mengandung 16 kromosom

238

• Myxobacteria umumnya terwarnai oleh pigmen karotenoid, dan pigmen utamanya adalah carotenoid glukosida. Pembentukkan pigment ini dipromotori oleh cahaya, namun salah satu fungsi pigmen ini adalah berperan dalam fotoproteksi. Pada alam myxobacteria umumnya berbentuk tubuh buah pada kondisi cahaya yang cukup, keberadaan pigmen fotoproteksi ini tidak dapat dimengerti. Pada genus Stigmatella, cahaya sangat menstimulasi pembentukan tubuh buah, hal ini mengingatkan kita bahwa cahaya dapat mengkatalisis produksi feromon yang dapat meninisiasi tahap agregasi. Myxobacteria bertubuh buah diklasifikasikan secara umum berdasarkan morfologi menggunakan karakteristik dari sel vegetatif, myxospora, dan struktur tubuh buah. Secara filogeni, myxobacteria luncur termasuk dalam bakteri ungu.

239

• Sel vegetatif dari myxobakteria bertubuh buah berbentuk sederhana. Tanpa flagel, batang gram negatif yang meluncur melewati permukaan dan mendapatkan nutrisi mereka umumnya dengan melisiskan bakteri lainnya.

• Pada kondisi yang tidak menguntungkan, agregat sel vegetative berkumpul dan membentuk tubuh buah, dengan beberapa sel terkonversi menjadi struktur istirahat yang disebut myxospora. (Myxospora adalah sel istirahat yang terkandung dalam tubuh buah.)

• Tubuh buah dari myxobakteria beranekaragam dari massa myxospora bebas yang globular sederhana pada lumpur hingga bentuk kompleks dengan sebuah dinding tubuh buah dan tangkai. Tubuh buahnya sering kali berwarna menarik. Terkadang bakteri ini dapat terlihat dengan lensa tangan (lup), atau mikroskop stereo (bedah)

240

Myxococcus fulvus (125um )

Chondromyces crocatus ( 560um)

241

SIKLUS HIDUP• Tipe sel vegetatifnya adalah batang gram

negatif• Sel vegetatif umumnya mengekskresi lendir,

sel vegetatif bergerak melewati permukaan padat dan meninggalkan jejak ekskretnya. Jejak ini secara khusus digunakan oleh sel lain dalam koloni sehingga sering karakteristik pola penyebarannya segera terbentuk, dengan migrasi sel sepanjang jejak lendir.

242

243

Siklus hidup Myxococcus xanthus