#archaebacteria

Bersifat aseluler: cirus tidak memiliki sitoplasma dan organel seperti sel, tapi hanya asam nukleat yang diselubungi protein.

Berukuran renik: Virus sangat kecil dan hanya dapat dilihat dengan mikroskip elektron. Ukuran virus adalah antara 2-300 milimikron.

Memiliki salah satu asam nukleat: Virus tersusun datas RNA saja atau DNA saja.

Tubuh diselubungi selubung protein: Asam nukleat virus diselubungi selubung protein yang disebut kapsid.

Hanya dapat hidup dan berkembang biak di makhluk hidup yang menjadi inangnya. Virus bersifat parasite obligat sehingga tidak bisa melakukan metabolisme sendiri. Oleh sebab itu, virus hanya dapat melakukan reproduksi dan metabolisme jika ia berada dalam tubuh inangnya.

Dapat mengkristal: Virus dapat dikristalkan sebagaimana benda mati dan dapat dicairkan hingga aktif kembali.

Struktur Tubuh VirusStruktur Tubuh Virus

Kepala virus berisi asam nukleat yakni DNA atau RNA untuk mengatur kegiatan virus. Asam nukleat diselubungi kapsid (selubung protein) yang tersusun atas unit-unit protein bernama kapsomer. Kapsid berfungsi melindungi virus.

Ekor tidak dimiliki seluruh jenis virus. Ekor berfungsi sebagai tabung yang merupakan jalan lewat asam nukleat saat menginfeksi inang. Bagian dasar ekor (jarum penusuk) berperan dalam pelekatan virus ke inangnya.

Virus memiliki bentuk yang beragam antara lain batang, bola, jarum, oval, kotak, dan bentuk T (untuk bakteriofage – virus yang menyerang bakteri)

Reproduksi Virus

Fase Daur Litik

a)     Absorpsi: proses menempelnya ujung ekor bakteriofage pada dinding sel bakteri (sel inang). Di dinding sel inang terdapat protein tertentu yang dikenali dan ditempeli protein virus.

b)     Penetrasi: Setelah virus menempel, terbentuk lubang yang menghubungkan virus dengan sel inang. Terjadilah perpincahan asam nukleat virus kedalam sel bakteri.

c)      Replikasi: virus akan menggandakan dirinya sendiri setelah sebelumnya merusak DNA inang dan mengambil perannya. Virus bereplikasi berulang kali sehingga terbentuk banyak molekul DNA virus.

d)     Sintesis: Virus akan membentuk selubung protein yang baru dengan menyintesis protein virus menggunakan ribosom inang. Kini komponen-komponen virus telah terbentuk.

e)     Perakitan Komponen-komponen virus yang telah terbentk akan dirakit menjadi virus-virus baru yang utuh.

f)       Lisis: Setelah virus baru terbentuk, virus-virus ini akan keluar dari dinding sel dan melisiskan dinding sel inang dan kemudian siap menginfeksi sel inang lainnya.

Fase Daur Lisogenik

a)     Penggabungan: Bila virus memasuki daur lisogenik, setelah absorpsi dan penetrasi akan terjadi penggabungan asam nukleat virus dnegan asam nukleat sel inang. DNA virus akan bergabung dnegan DNA inanggnya (DNA bakteri) menjadi gen asing yang tidak aktif (profag).

b)     Replikasi: Profag akan ikut membelah saat sel inangnya membelah diri sehingga dari satu sel inang akan didapatkan dua sel anak yang terdapat profag.

Peran Virus

Umumnya virus memiliki peran yang merugikan karena menyebabkan penyakit. Peran virus adalah sebagai berikut:

Virus pada manusia

a)     Orthomyxovirus penyebab influenza

b)     H5N1 penyebab flu burung

c)      HIV penyebab AIDS

d)     Rubella penyebab campak

e)     Hepatitis penyebab penyakit hepatitis A, B, C, D, E

f)       Virus ebola penyebab ebola

g)     Poliovirus penyebab poio

h)     Herpesviridae penyebab herpes simplex

i)       Coronavirus penyebab SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome)

j)       Paramyxovirus penyebab gondongan

 2.  Virus pada Tumbuhan

a)     Tobacco Mosaic Virus (TMV) menyebabkan penyakit mosaic pada tumbuhan tembakau, kacang, kedelai, tomat, dan kentang, Virus menyebabkan timbulnya bercak kuning pada daun.

b)     Citrus Vein Phloem Degeneration (CVPD) merupakan penyakit pada tanaman jeruk yang menyebabkan kerusakan pada phloem

c)      Turnip Yellow Mosaic Virus (TYMV) menyebabkan daun menggulung pada tumbuhan tembakau, kapas, dan lobak

d)     Virus tungro disebabkan oleh hama wereng yang menyerang tumbuhan padi

 3.   Virus pada Hewan

a)     Virus penyebab sakit mulut dan kuku pada ternak sapid an kerbau (foot and mouth disease)

b)     Rhabdovirus penyebab rabies pada anjing dan kucing

c)      Virus penyebab tetelo pada ayam (Newcastle Disease)

d)     Avian Influenza Virus penyebab flu burung pada unggas

Kemampuan virus untuk menyisipkan DNA pada kromosom bakteri juga memberikan manfaat bagi manusia yaitu teknik rekayasa DNA dalam teknologi rekombinasi DNA.

ARCHAEBACTERIA

Kingdom ini memiliki ciri umum berukuran renik, tidak memiliki membran inti sel (prokariotik), protoplasma tidak terdiferensiasi, memiliki lapisan lendir, dinding sel, membran plasma, sitoplasma, kromosom, dan ribosom. Archaebacteria berkembang biak dengan pembelahan biner, pembentukan tunas, dan fragmentasi. Archaebacteria dibagi menjadi tiga kelompok utama:

a)     Metanogen

Bakteri metanogen menggunakan H2  untuk mereduksi CO2 menjadi gas metana (CH4). Metanogen bersifat anaerob dan kemosintetik. Habitat metanogen adalah lingkungan tanpa oksigen, misalnya di lumpur, rawa, dan perut hewan seperti saluran pencernaan sapi. Metabolisme metanogen menghasilkan gas metana yang disebut juga sebagai biogas (contoh: Methanobacterium)

b)     Halofilik Ekstrem

Bakteri halofilik ekstrem hidup di lingkungan dengan kadar garam tinggi, seperti danau air asin, tambak laut, atau laut mati. Koloni bakteri halofilik ekstrem menghasilkan pigmen berwarna merah ungu, yaitu Bakteriorodopsin. (contoh: Halobacterium halobium,  hidup di tambak laut)

c)      Termofilik Ekstrem

Bakteri termofilik ekstrem hidup di lingkungan bersuhu tinggi dan asam. Suhu optimum lingkungan untuk bakteri termofilik berkisar 60-80 oC. Derajat keasaman bakteri ini bisa mencapai pH<2. Archaebacteria jenis ini hidup dengan mengoksidasi sulfur. (contoh: Sulfolobus).

   Peran archaebacteria

Archaebacteria berperan membantu dalam pencernaan makanan hewan memamah biak. Enzim dari Archaebacteria juga diberikan pada detergen atau sabun cuci untuk meningkatkan kemampuan pada suhu pH tinggi. Pembuatan biogas juga memanfaatkan bakteri metanogen. Beberapa jenis archaebacteria digunakan untuk mengatasi pencemaran misalnya pencemaran minyak di laut. Belum ditemukan adanya bakteri archaebacteria yang menyebabkan penyakit pada manusia.

EUBACTERIA

Bentuk BakteriEubakteria beranggotakan organisme yang biasa disebut sebagai bakteri. Kingdom ini memiliki ciri umum berukuran renik (5-10 mikron), tidak memiliki membran inti sel (prokariotik), protoplasma tidak terdiferensiasi, memiliki lapisan lendir, dinding sel, membran plasma, sitoplasma, kromosom, dan ribosom. Eubacteria berkembang biak dengan pembelahan biner, pembentukan tunas, dan fragmentasi.

Bentuk Bakteri

Selain bentuk, letak dan jumlah flagellata juga berbeda-beda. Berdasarkan letak dan jumlah flagellata, bakteri dikelompokkan menjadi sebagai berikut:

Monotrik: memiliki satu flagellum di salah satu ujungnya

Lofotrik: pada salah satu ujungnya memiliki beberapa flagellata

Amfitrik: masing-masing ujung memiliki satu flagellum

Peritrik: seluruh tubuh diselubungi flagela

Struktur Bakteri

Kapsul : lapisan lender bagian terluar bakteri yang berfungsi sebagai pertahanan diri

Dinding sel : tersusun dari peptidoglikan yang berfungsi untuk melindungi bagian dalam sel dan memberikan bentuk tubuh. Struktur penyusun dinding sel membuat bakteri bisa dikelompokkan menjadi bakteri gram positif (apabila berwarna ungu bila diberi pewarna gram) atau gram negative (apabila bewarna merah muda bila diberi pewarna gram)

Membran plasma : tersusun dari fosfolipid dan protein, bersifat permeable, berfungsi sebagai alat transport zat dari luar ke dalam sel

Flagelum (jamak: flagella) : berfungsi sebagai alat gerak

Pilus (jamak: pili) : berfungsi sebagai alat untuk melekat ke permukaan, berguna saat reproduksi seksual (konjugasi)

Plasmid : DNA nonkromosom yang berbentuk melingkar dan dapat berpindah ke bakteri lainnya.

DNA : substansi genetis bakteri yang berada dalam sitoplasma

Ribosom : berperan dalam sintesis protein

Reproduksi Bakteri

Pembelahan Biner: bakteri membelah diri dari satu sel menjadi dua sel.

Rekombinasi DNA

Terjadi pertukaran materi genetis melalui:

a)     Konjugasi : pertukaran materi genetus melalui penghubung atau tabung konjugasi. Terjadi penggabungan sitoplasma (plasmogami)

b)     Transformasi : perpindahan plasmid dari satu sel ke sel yang lain

c)      Transduksi : perpindahan materi genetis melalui perantara bakteriofage

Cara Hidup Bakteri

Berdasarkan cara memperoleh makanannya bakteri dibedakan menjadi:

Bakteri Heterotrof

Bakteri ini memperoleh makanannya dari substansi organic. Dibedakan menjadi:

a)     Bersifat saprofit: memperoleh makanan dari sisa-sisa makhluk hidup (contoh: Eschericia Coli berperan dalam pembusukan makanan di saluran pencernaan manusia)

b)     Bersifat parasite: memperoleh makanan dari makhluk hidup lain dan bersifat merugikan bagi makhluk hidup tersebut (contoh: Mycobacterium tuberculosis penyebab TBC)

  2.   Bakteri Autotrof

Bakteri ini dapat mensintesis makanan dari substansi anorganik. Dibedakan menjadi:

a)     Fotoautotrof: melakukan fotosintesis (contoh: Rhodobacter sp.)

b)     Kemoautotrof: melakukan kemosintesis (contoh: Ferrobacillus ferrooxidans)

Berdasarkan kebutuhan oksigennya, bakteri dibedakan menjadi:

Bakteri Aerob: bakteri yang metabolisme energinya memerlukan oksigen bebas (contoh: Nitrosomonas)

Bakteri Anaerob: bakteri yang tidak memerlukan oksigen untuk proses respirasinya. Apabila bakteri sama sekali tidak bisa hidup di lingkungan yang ada oksigennya, maka disebut anaerob obligat (Contoh: Clostridium tetani)

Peran Bakteri

Peran yang bermanfaat antara lain:

Rhizobium: bersimbiosis dengan akar tumbuhan kacang-kacangan untuk mengikat nitrogen

E. coli: membantu pembusukan makanan di usus besar dan menghasilka vitamin K yang membantu pembekuan darah

Lactobacillus bulgaricus: berperan dalam pembuatan yoghurt

Acetobacter xylinum: untuk pembuatan nata de coco

Acetobacter aceti: digunakan dalam pembuatan asam cuka

Pseudomonas denitrificans: untuk menghasilkan vitamin B12

Lactobacillus casei: berperan dalam pembuatan keju

Nitrosomonas dan Nitrosococcus: berperan dalam proses kesuburan tanah

Streptomyces griceus: menghasilkan streptomisin (antibiotik)

Streptomyces venezuelae: menghasilkan kloramfenikol (antibiotik)

Pengikat nitrogen bebas di udara:

a)     Rhizobium leguminosarum

b)     Rhizobium radicicola

c)      Azotobacter

d)     Rhodospirillum rubrum

e)     Clostridium pasteurianum

Rhizobium leguminosarum dan Rhizobium radicicola bersimbiosis dengan tanaman Leguminosae (kacang-kacangan). Sementara itu, Azotobacter, Rhodospirillum rubrum, dan Clostridium pasteurianum hidup secara bebas.

Peran yang merugikan:

-          Parasit pada manusia:

a)     Salmonella typhosa: penyakit tifus

b)     Mycobacterium tuberculosis: penyebab TBC

c)      Treponema pallidum: penyakit sifilis

d)     Shigella dysentriae: penyakit disentri

e)     Diplococcus pneumonia: penyakit radang paru-paru

-          Parasit pada tumbuhan

a)     Pseudomonas catteleyae: penyebab penyakit pada anggrek

b)     Pseudomonas solanacearum: penyebab penyakit layu pembuluh pada tanaman kentang, karet, tembakau, tomat, dan kacang tanah

c)      Xanthomonas citri: kanker pada batang jeruk

d)     Erwinia tracheiphila: penyakit busuk daun pada labu

-          Parasit pada hewan

a)     Bacillus anthracis: penyebab penyakit antraks

b)     Mycobacterium avium: penyebab penyakit pada unggas

c)      Balantidium coli: bengkak pada rahang sapi

Ganggang Hijau-Biru (Cynanobacteria)

Cyanobacteria atau ganggang hijau-biru termasuk dalam kelompok bakteri dengan ciri-ciri berikut:

Inti tidak diselubungi membran

Umumnya uniseluler, ada yang membentuk filament atau koloni

Tidak memiliki flagella, bergerak dengan gerakan luncur

Dapat berfotosintesis

Memiliki pigmen fikosianin yang menyebabkan warna hijau kebiruan

Habitat di perairan atau area yang lembap

Ganggang hijau biru bereproduksi dengan cara sebagai berikut:

Pembelahan biner: terjadi pada ganggang uniseluler. Dari satu sel akan dihasilkan dua sel anak.

Fragmentasi: Salah satu bagian tubuh ganggang putus dan membentuk fragmen-fragmen yang berkembang menjadi individu baru. Terjadi pada ganggang berbentuk filamen.

Pembentukan endospora: Spora disebut dengan akinet yang dibentuk untuk bertahan hidup saat kondisi lingkungan kurang baik.

Ganggang hijau biru memiliki peran antara lain sebagai sumber protein bergizi tinggi (Spirulina), sebagai pupuk hijau (simbiosis ganggang Anabaena azollae dengan tumbuhan Azola piñata), dan peran merugikan, yaitu menyebabkan kematian makhluk hidup dalam air (Anabaena flosaquaae dan Microcystis).

This process is dramatically visible in plant cells where the photosynthesizing green chloroplasts that convert sunlight to energy appear so similar to cyanobacteria that most scientists believe that green algae developed from a primitive cell consuming the bacteria by enveloping it. The bacteria is now inside the cell and wrapped in its own membrane but also that of the cell.

These algae eventually developed into modern plants after millions and millions of years. This also is believed to have happened with mitochondria. Both chloroplasts and mitochondria have circular DNA just like bacteria but unlike the DNA in our nucleus. The mitochondrial and chloroplast DNA copies itself like our nuclear DNA but independently of it and the mitochondrial DNA has fewer than 20,000 base pairs while the nuclear DNA has 3 billion base pairs. [In case you missed our post on DNA, you can find it here]. A very cool story of how the mitochondria got eaten and then stabilized is presented by Margulis and Dorian Sagan (Lynn and Carl's son). The cyanobacteria we mentioned above accrued in vast numbers over the Earth eons ago. They created huge amounts of new minerals as byproducts of the photosynthetic reaction [photosynthesis is the conversion of light to available energy] and eventually large amounts of oxygen were left over.

Ironically oxygen is a very toxic substance, it is highly reactive and capable of doing great damage. In our primordial world this oxygen destroyed a lot of primitive life. Some bacteria developed with specialized protective enzymes and survived. These bacteria developed into organisms that could with remarkable efficiency convert sugar into ATP [we saw in the last post that ATP is the source of energy for us]. Ancient bacteria, called archaebacteria, that lacked this remarkable ability were attacked by this new oxygen loving bacteria. The match was a draw and the old fashioned low energy producing bacteria co-opted the high efficiency oxygen loving bacteria by "swallowing" it whole. The "consumed" bacteria became our mitochondria!! This have been proven by showing the sequence of base pairs in the mitochondrial DNA is very much the same as that of the bacteria.

So this means that mitochondria have their own DNA and their own genes. They help our cells immeasurably, we couldn't exist without them and not surprisingly a number of serious diseases happen because of mistakes in the mitochondria. We mentioned in the last post that all of our mitochondria are inherited from Mom's egg and not from Dad's sperm, so the mitochondrial genes come from Mom. Meaning that mitochondrial mistakes and related diseases are inherited from our mothers.

All of the children of an affected mother will have the disease genes, but to varying degrees. Recent experiments show that since the mitochondria are randomly distributed to Mom's eggs if there is a disease gene it is a kind of game of chance which children have it and which don't. When several genes are involved the severity of the disease will be different among the children. There is a dramatically large number of disease states related to mitochondrial DNA mutations and they can result in blindness, deafness, brain abnormalities and muscle disease. Research into how these genes (and the mutations in them) cause disease offers the best hope of eliminating them!