morfologi bakteri

Bakteri adalah domain yang terdiri dari makhluk hidup yang tidak memiliki membran inti (prokariota). Bakteri dulu terbagi menjadi Bacteria dan Archaebacteria, namun sekarang Archaebakteria memiliki domain sendiri yang disebut Archaea. Bakteri memiliki ciri-ciri antara lain tidak memiliki membran inti, tidak memiliki organel bermembran, memiliki dinding sel peptidoglikan, dan materi asam nukleatnya berupa plasmid (Postlethwait dan Hopson, 2006).

Bakteri memiliki beragam variasi bentuk, seperti coccus, basil, dan spiral. Bakteri dapat hidup soliter maupun berkoloni dan berkembang biak dengan cara membelah diri. Bakteri memiliki habitat yang bervariasi, dari air, tanah, udara, hingga dalam tubuh hewan, misalnya dalam usus manusia. Bakteri ada yang dapat hidup secara anaerob murni dan akan mati dengan adanya oksigen, ada yang bersifat aerob dan memerlukan oksigen untuk metabolismenya, dan ada yang bersifar aerob fakultatif yaitu dapat hidup pada kondisi anaerob, tapi bila ada oksigen, metabolismenya bersifat aerob  (Betsy dan Keogh. 2005).

Bakteri secara genetis diklasifikasikan menjadi 5 grup besar, yaitu Proteobacteria, Cyanobacteria, Spirocheta, Chlamydia, dan Firmicuta. Proteobacteria merupakan grup bakteri terbesar dan merupakan asal usul mitokondria pada eukariota dengan proses endosimbiosis. Cyanobacteria merupakan grup bakteri yang memiliki k;orofil dan dapat berfotosintesis. Spirocheta adalah kumpulan bakteri yang berbentuk spiral. Chlamydia adalah bakteri dengan ukuran yang relatif kecil dibanding grup lain dan umum hidup sebagai parasit. Firmicuta adalah bakteri yang umum memproduksi endspora (Purves dan Sadava, 2003).

Selain berdasarkan genetis, terkadang bakteri diklasifikasikan berdasarkan pewarnaannya. Misalnya dengan metode pewarnaan gram, bakteri dibagi menjadi bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. Berdasarkan metode pewarnaan tahan asam, bakteri dibagi menjadi bakteri tahan asam dan bakteri tidak tahan asam. Contoh bakteri gram positif adalah Bacillus subtilis, bakteri gram negatif adalah Escherechia coli dan bakteri tahan asam adalah Staphylococcus aureus (Purves dan Sadava, 2003).

Bakteri umumnya tidak memiliki pigmen sehingga tidak berwarna dan hampir tidak kelihatan karena tidak kontras dengan medium dimana mereka hidup. Oleh karena itu, perlu dilakukan pewarnaan agar bakteri tampak jelas bila diamati dengan mikroskop. Pewarnaan ini ada yang bersifat non-diferensial dan diferensial. Pewarnaan non-diferensial hanya bertujuan agar bakteri yang diamati tampak jelas atau kontras dengan latar belakangnya. Pewarnaan ini umunya untuk mengamatibentuk koloni atau morfologi bakteri. Contoh pewarnaan non-differensial adalah pewarnaan negatif. Pewarnaan differensial bertujuan agar dapat membedakan antara jenis bakteri yang berbeda. Dengan mengetahui karakteristik bakteri tersebut berdasarkan pewarnaan, klasifikasi atau determinasi bakteri dapat dilakukan. Contoh pewarnaan differensial adalah pewarnaan Gram dan pewarnaan tahan asam (Ziehl-Neelsen) (Harley dan Presscot, 2002).

Pewarnaan Negatif 

Pewarnaan negatif adalah pewarnaan yang tidak langsung mewarnai bakteri, melainkan mewarnai latar belakang preparat bakteri tersebut. Pewarnaan ini dilakukan dengan menggunakan pewarna yang bersifat asam seperti nigrosin, tinta india atau eorsin. Pewarna dicampur dengan bakteri dan kemudian campurannya disebar diatas gelas benda. Pewarna ini tidak akan menembus atau berikatan dengan dinding sel bakteri karena daya tolak menolak antara muatan negatif pewarna dan muatan negatif dinding sel bakteri. Pewarna akan membentuk deposit di sekitar bakteri atau menghasilkan latar belakang hitam sehingga bakteri tampak tidak berwarna, sementara latar belakangnya berwarna gelap (Harley dan Presscot, 2002).

E. coli adalah mikrobia yang paling umum digunakan dalam percobaan mikrobiologi dan DNAnya telah dipetakan. Bakteri ini umum ditemukan hidup dalam usus besar hewan dan manusia, jarang bersifat pathogen, namun beberapa strain dapat mengakibatkan diare. Bacillus subtilis adalah bakteri yang umum ditemukan di tanah. B. subtilis tidak tergolong bakteri pathogen bagi manusia. Bakteri ini memiliki flagella yang massif sehingga dapat bergerak cepat untuk ukuran bakteri (Singleton dan Sainsbury 2006).

Dari hasil pengamatan, E. coli tampak memiliki bentuk bervariasi dari bulat hingga batang pendek. Bakteri ini ada yang soliter, namun ada juga yang tampak berkumpul atau berpasangan. Sementara itu, B. subtilis tampak memiliki bentuk batang panjang, dapat soliter ataupun membentuk koloni bergandengan yang memanjang.

 Pewarnaan Gram

Pewarnaan Gram, (dinamakan berdasarkan penemunya, Christian Gram, 1853-1938), adalah teknik pewarnaan differensial yang paling banyak digunakan dalam bakteriologi. Pewarnaan ini memisahkan bakteri menjadi dua kelompok, yaitu gram positif dan gram negatif. Larutan yang digunakan dalam pewarnaan ini ada 4, yaitu Gram A, Gram B, Gram C dan Gram D. Langkah pertama pewarnaan ini adalah menggunakan  larutan Gram A, berupa cat kristal violet (Hucker’s violet) yang member warna ungu pada sel bakteri. Setelah itu, preparat ditetesi dengan larutan Gram B berupa iodine (Lugul Iodine) yang berfungsi sebagai penguat warna cat sebelumnya. Iodin akan meningkatkan interaksi antara dinding sel bakteri dan pewarna gram A. Selanjutnya preparat akan ditetesi dengan larutan Gram C berupa zat peluntur seperti aseton atau alkohol. Karena perbedaan struktur dinding sel, yaitu ketebalan peptidoglikannya, bakteri gram positif yang memiliki dinding peptidoglikan tebal tidak akan luntur warnanya, sementara bakteri gram positif yang dinding peptidoglikannya tipis, akan luntur warnanya. Selanjutnya, preparat akan diberi larutan Gram D berupa pewarna pembanding yang kontras dengan pewarna utama. Safranin adalah pewarna pembanding yang paling umum digunakan. Safranin akan mewarnai bakteri gram negatif yang tak berwarna, tapi tidak akan mengubah warna bakteri gram positif. Hasil akhirnya adalah bakteri gram positif akan berwarna ungu gelap, sementara bakteri gram negatif akan berwarna dadu atau merah (Harley dan Presscot, 2002).

Bakteri gram positif adalah jenis bakteri dengan dinding peptidoglikan yang tebal, sementara bakteri gram negatif adalah jenis bakteri dengan dinding peptidoglikan yang tipis (seperlima dari bakteri gram positif). Perbedaan ketebalan dinding ini mengakibatkan perbedaan kemampuan afinitas dengan pewarna gram. Dinding peptidoglikan memiliki afinitas yang kuat dengan cat gram, sehingga bakteri dengan dinding peptidoglikan tebal akan mengikat cat gram dengan kuat, sehingga disebut bakteri gram positif. Sebaliknya, dinding peptidoglikan tipis pada bakteri gram negatif tidak memiliki afinitas yang tinggi dengan cat gram, sehingga disebut bakteri gram negatif. Hasil pewarnaan gram adalah bakteri gram positif akan berwarna ungu gelap, sementara bakteri gram negatif akan berwarna dadu atau merah (Purves dan Sadava,  2003).

E. coli adalah mikrobia yang paling umum digunakan dalam percobaan mikrobiologi dan DNAnya telah dipetakan. Bakteri ini umum ditemukan hidup dalam usus besar hewan dan manusia, jarang bersifat pathogen, namun beberapa strain dapat mengakibatkan diare. E. coli memiliki karakteristik gram negatif, sehingga tampak berwarna merah. Dari hasil pengamatan, E. coli tampak memiliki bentuk bervariasi dari bulat hingga batang pendek. Bakteri ini ada yang soliter, namun ada juga yang tampak berkumpul atau berpasangan.

Bacillus subtilis adalah bakteri yang umum diitemukan di tanah. B. subtilis tidak tergolong bakteri pathogen bagi manusia. Bakteri ini memiliki flagella yang massif sehingga dapat bergerak cepat untuk ukuran bakteri. B. subtilis juga umum digunakan sebagai organisme model dalam mikrobiologi, terutama untuk model studi bakteri gram positif. B. subtilis  memiliki karakteristik gra positif, oleh karena itu tampak berwarna ungu kebiruan setelah diperlakukan dengan pewarnaan Gram. Dari hasil pengamatan, B. subtilis tampak memiliki bentuk batang panjang, dapat soliter ataupun membentuk koloni bergandengan yang memanjang.

 Pewarnaan Tahan Asam

Ada beberapa jenis bakteri dengan kandungan lipid (asam mycolat) yang tinggi pada dinding selnya. Bakteri jenis ini tidak dapat diwarnai dengan pewarna Gram yang catnya bersifat asam atau berbahan etanol. Oleh karena itu, bakteri ini dijuluki bakteri tahan asam. Salah satu metode pewarnaan untuk bakteri jenis ini adalah pewarnaan Zielh-Neelsen (ZN), yang dikembangkan oleh Franz Zield dan Friedrich Neelsen pada tahun 1800. Pewarnaan ini menggunakan pewarna utama karbol fuksin. yang memungkinkan bakteri tahan asam terlihat berwarna merah, sementara jenis lain akan tampak sesuai pewarna pembanding (Harley dan Presscot, 2002).

Bakteri tahan asam adalah jenis bakteri, umumnya dari genus Mycobacterium yang dinding selnya memiliki kandungan asam mycolat tinggi. Bakteri jenis ini tidak dapat diwarnai dengan pewarna yang bersifat asam atau berbasil alkohol, sehingga dijuluki bakteri tahan asam. Dengan pewarnaan ZN, bakteri tahan asam akan terlihat berwarna merah, sementara jenis lain akan tampak sesuai pewarna pembanding (Singleton dan Sainsbury 2006).

Pewarnaan Ziehl-Neelsen menggunakan 3 jenis larutan, yaitu ZN A, ZN B, dan ZN C. Larutan ZN A merupakan cat utama yang berupa karbolfuksin, memberikan warna merah kepada sel bakteri. Larutan ZN B adalah peluntur yang berupa etanol, yang melunturkan warna merah pada bakteri tidak tahan asam, sementara warna merah pada bakteri tahan asam tidak luntur. Larutan ZN B merupakan pewarna pembanding berupa methylen blue, sehingga bakteri tidak tahan asam yang tadi warnanya luntur memiliki kekontrasan dengan bakteri tahan asam. Hasil akhirnya adalah bakteri tahan asam tampak berwarna merah, sementara bakteri tidak tahan asam berwarna biru.

Staphylococcus aureus merupakan bakteri pathogen bagi manusia dan hewan. Bakteri ini memiliki kandungan asam teichoat yang tinggi pada membrannya, sehingga tergolong bakteri tahan asam Asam teichoat ini memiliki sifat yang sama dengan asam mycolat, yaitu tidak memiliki afinitas dengan pewarna yang bersifat asam atau berbasis alkohol. Oleh karena itu, dengan metode Ziehl-Neelsen, S. aureus tampak berwarna merah. Dari hasil pengamatan, bakteri ini tampak berbentuk bulat dan dan seringkali membentuk kumpulan koloni kecil yang berbentuk anggur.

Betsy, Tom dan Keogh, Jim. 2005. Microbiology Demystifed. McGraw-Hill Publisher. USA.

Harley dan Presscot. 2002. Laboratory Exercise in Microbiology. McGraw-Hill Publisher. USA.

Postlethwait, John dan Hopson, Janet. 2006. Modern Biology. Holt, Rinehart and Winston. Texas.

Purves, Bill dan Sadava, David. 2003. Life The Science of Biology 7th Edition. Sinauer Associates Inc. New York.

Singleton, Paul dan Sainsbury, Diana. 2006. Dictionary of Microbiology and Molecular Biology 3rd Edition. John Wiley and Sons. Sussex, England.