BAB I Pewarnaan Gram

Embed Size (px)

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN

I.1.

Tujuan Percobaan 1. Mahasiswa mampu melakukan penyiapan olesan bakteri dengan baik sebagai prasyarat berbagai macam pewarnaan. 2. 3. Mahasiswa mampu melakukan pewarnaan gram. Mahasiswa mampu melakukan pengamatan bakteri dengan menggunakan mikroskop.

I.2. I.2.1

Tinjauan Pustaka Bakteri (http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri)

Bakteri (dari kata Latin bacterium; jamak: bacteria) adalah kelompok organisme yang tidak memiliki membran inti sel.[2] Organisme ini termasuk ke dalam domain prokariota dan berukuran sangat kecil (mikroskopik), serta memiliki peran besar dalam kehidupan di bumi.[2] Beberapa kelompok bakteri dikenal sebagai agen penyebab infeksi dan penyakit, sedangkan kelompok lainnya dapat memberikan manfaat dibidang pangan, pengobatan, dan industri.[3] Struktur sel bakteri relatif sederhana: tanpa nukleus/inti sel, kerangka sel, dan organel-organel lain seperti mitokondria dan kloroplas.[4] Hal inilah yang menjadi dasar perbedaan antara sel prokariot dengan sel eukariot yang lebih kompleks.[5] Bakteri dapat ditemukan di hampir semua tempat: di tanah, air, udara, dalam simbiosis dengan organisme lain maupun sebagai agen parasit (patogen), bahkan dalam tubuh manusia.[6][7][8][9] Pada umumnya, bakteri berukuran 0,5-5 m, tetapi ada bakteri tertentu yang dapat berdiameter hingga 700 m, yaitu Thiomargarita.[10] Mereka umumnya memiliki dinding sel, seperti sel tumbuhan dan jamur, tetapi dengan bahan pembentuk sangat berbeda (peptidoglikan).[11] Beberapa jenis bakteri bersifat motil (mampu bergerak) dan mobilitasnya ini disebabkan oleh flagel I.2.2 Ciri-ciri bakteri (http://educorolla2.blogspot.com/2009/03/ciri-ciri-bakteri.html) Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannnya dengan mahluk hidup lain yaitu : 1. Organisme multiselluler 2. Prokariot (tidak memiliki membran inti sel ) 3. Umumnya tidak memiliki klorofil 4. Memiliki ukuran tubuh yang bervariasi antara 0,12 s/d ratusan mikron umumnya memiliki ukuran rata-rata 1 s/d 5 mikron. 5. Memiliki bentuk tubuh yang beraneka ragam

6. Hidup bebas atau parasit 7. Yang hidup di lingkungan ekstrim seperti pada mata air panas,kawah atau gambut dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan 8. Yang hidupnya kosmopolit diberbagai lingkungan dinding selnya mengandung peptidoglikan I.2.3 Struktur Bakteri (http://biologi.blogsome.com/2011/08/21/bakteri-ciri-danstruktur/)

Struktur bakteri terbagi menjadi dua yaitu: 1. Struktur dasar (dimiliki oleh hampir semua jenis bakteri) Meliputi: dinding sel, membran plasma, sitoplasma, ribosom, DNA, dan granula penyimpanan 2. Struktur tambahan (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu) Meliputi kapsul, flagelum, pilus, fimbria, klorosom, Vakuola gas dan endospora. Struktur dasar sel bakteri

Struktur dasar bakteri : 1. Dinding sel tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein dan polisakarida (ketebalan peptidoglikan membagi bakteri menjadi bakteri gram positif bila peptidoglikannya tebal dan bakteri gram negatif bila peptidoglikannya tipis). 2. Membran plasma adalah membran yang menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan fosfolipid dan protein. 3. Sitoplasma adalah cairan sel. 4. Ribosom adalah organel yang tersebar dalam sitoplasma, tersusun atas protein dan RNA. 5. Granula penyimpanan, karena bakteri menyimpan cadangan makanan yang dibutuhkan.

Struktur tambahan bakteri

Struktur tambahan bakteri : 1. Kapsul atau lapisan lendir adalah lapisan di luar dinding sel pada jenis bakteri tertentu, bila lapisannya tebal disebut kapsul dan bila lapisannya tipis disebut lapisan lendir. Kapsul dan lapisan lendir tersusun atas polisakarida dan air. 2. Flagelum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel. 3. Pilus dan fimbria adalah struktur berbentuk seperti rambut halus yang menonjol dari dinding sel, pilus mirip dengan flagelum tetapi lebih pendek, kaku dan berdiameter lebih kecil dan tersusun dari protein dan hanya terdapat pada bakteri gram negatif. Fimbria adalah struktur sejenis pilus tetapi lebih pendek daripada pilus. 4. Klorosom adalah struktur yang berada tepat dibawah membran plasma dan mengandung pigmen klorofil dan pigmen lainnya untuk proses fotosintesis. Klorosom hanya terdapat pada bakteri yang melakukan fotosintesis. 5. Vakuola gas terdapat pada bakteri yang hidup di air dan berfotosintesis. 6. Endospora adalah bentuk istirahat (laten) dari beberapa jenis bakteri gram positif dan terbentuk didalam sel bakteri jika kondisi tidak menguntungkan bagi kehidupan bakteri. Endospora mengandung sedikit sitoplasma, materi genetik, dan ribosom. Dinding endospora yang tebal tersusun atas protein dan menyebabkan endospora tahan terhadap kekeringan, radiasi cahaya, suhu tinggi dan zat kimia. Jika kondisi lingkungan menguntungkan endospora akan tumbuh menjadi sel bakteri baru. I.2.4 Bentuk Bakteri (http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri#Morfologi_bakteri) Berdasarkan bentuknya, bakteri dibagi menjadi tiga golongan besar, yaitu:

Kokus (Coccus) dalah bakteri yang berbentuk bulat seperti bola dan mempunyai beberapa variasi sebagai berikut:[19][20] o Mikrococcus, jika kecil dan tunggal o Diplococcus, jka berganda dua-dua o Tetracoccus, jika bergandengan empat dan membentuk bujur sangkar o Sarcina, jika bergerombol membentuk kubus

Staphylococcus, jika bergerombol Streptococcus, jika bergandengan membentuk rantai Basil (Bacillus) adalah kelompok bakteri yang berbentuk batang atau silinder, dan mempunyai variasi sebagai berikut:[19][20] o Diplobacillus, jika bergandengan dua-dua o Streptobacillus, jika bergandengan membentuk rantai Spiral (Spirilum) adalah bakteri yang berbentuk lengkung dan mempunyai variasi sebagai berikut:[19][20] o Vibrio, (bentuk koma), jika lengkung kurang dari setengah lingkaran (bentuk koma) o Spiral, jika lengkung lebih dari setengah lingkaran [20] o Spirochete, jika lengkung membentuk struktur yang fleksibel.

o o

Bentuk tubuh/morfologi bakteri dipengaruhi oleh keadaan lingkungan, medium, dan usia. Walaupun secara morfologi berbeda-beda, bakteri tetap merupakan sel tunggal yang dapat hidup mandiri bahkan saat terpisah dari koloninya.

http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri#Morfologi_bakteri

I.2.5

Alat gerak bakteri (http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri#Morfologi_bakteri)

Banyak spesies bakteri yang bergerak menggunakan flagel.[21] Bakteri yang tidak memiliki alat gerak biasanya hanya mengikuti pergerakan media pertumbuhannya atau lingkungan tempat bakteri tersebut berada.[21] Sama seperti struktur kapsul, flagel juga dapat menjadi agen penyebab penyakit pada beberapa spesies bakteri.[21] Berdasarkan tempat dan jumlah flagel yang dimiliki, bakteri dibagi menjadi lima golongan, yaitu:[22][21]

Atrik, tidak mempunyai flagel.[22][21] Monotrik, mempunyai satu flagel pada salah satu ujungnya.[22][21] Lofotrik, mempunyai sejumlah flagel pada salah satu ujungnya.[22][21] Amfitrik, mempunyai satu flagel pada kedua ujungnya.[22][21] Peritrik, mempunyai flagel pada seluruh permukaan tubuhnya.[22][21]

http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri#Morfologi_bakteri I.2.6 Nutrisi bakteri A. NUTRISI MIKROORGANISME 1. Jenis Nutrisi Nutrien dalam media perbenihan harus mengandung seluruh elemen yang penting untuk sintesis biologik organisme baru. Nutrient diklasifikasikan berdasarkan elemen yang mereka suplai. 2. Sumber-sumber nutrisi (http://artofgreen.wordpress.com/2010/03/18/nutrisidan-pertumbuhan-bakteri/) a. Sumber Karbon Tumbuhan-tumbuhan dan beberapa bakteri mampu mengunakan energi fotosintetik untuk mereduksi karbondioksida pada penggunaan air. Organisme ini termasuk kelompok autotrof, makhluk hidup yang tidak membutuhkan nutrient organik untuk pertumbuhannya. Autotrof lain adalah khemolitotrof, organisme yang menggunakan substrat anorganik seperti hidrogen atau thiosulfat sebagai reduktan dan karbondioksida sebagai sumber karbon. Heterotrof membutuhkan karbon organik untuk pertumbuhannya, dan karbon organik tersebut harus dalam bentuk yang dapat diasimilasi. Contohnya, naphthalene dapat

menyediakan semua karbon dan energi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan respirasi heterotropik, tetapi sangat sedikit organisme yang memiliki jalur metabolik yang perlu untuk asimilasi naphthalene. Sebaliknya, glukosa, dapat membantu pertumbuhan fermentatif atau respirasi dari banyak organisme. Adalah penting bahwa substrat pertumbuhan disuplai pada tingkatan yang cocok untuk galur mikroba yang akan ditumbuhkan. Karbondioksida dibutuhkan pada sejumlah reaksi biosintesis. Keperluan akan Zat Karbon Organisme yang berfotosintesis dan bakteri yang memperoleh energi dari oksidasi senyawa organik menggunakan secara khas bentuk karbon yang paling teroksidas, CO2, sebagai satusatunya sumber utama karbon selular. Perubahan CO2, menjadi unsur pokok sel organik adalah proses reduktif, yang memerlukan pemasukan bersih energi. Semua organisme lain memperoleh karbonnya terutama dari zat gizi organik. Karena kebanyakan substrat organik adalah setingkat dengan oksidasi umum sebagai unsur pokok sel organik, zat-zat itu biasanya tidak usah menjalani reduksi pertama yang berguna sebagai sumber karbon sel. Selain untuk memenuhi keperluan biosintetik akan karbon, maka substrat organik harus memberikan keperluan energetik untuk sel itu. Akibatnya sebagian besar daripada karbon yang terdapat pada substrat organik memasuki lintasan lintasan metabolisme yang menghasilkan energi dan akhirnya dikeluarkan lagi dari sel, sebagai CO2 (hasil utama dalam metabolisme pernapasan yang menghasilkan energi atau sebagai campuran CO2 dan senyawa organik). Jadi, substrat organik biasanya mempunyai peran gizi yang lengkap. b. Sumber Nitrogen Nitrogen merupakan komponen utama protein dan asam nukleat, yaitu sebesar lebih kurang 10 persen dari berat kering sel bakteri. Nitrogen mungkin disuplai dalam bentuk yang berbeda, dan mikroorganisme beragam kemampuannya untuk mengasimilasi nitrogen. Hasil akhir dari seluruh jenis asimilasi nitrogen adalah bentuk paling tereduksi yaitu ion ammonium (NH4+). Banyak mikroorganisme memiliki kemampuan untuk mengasimilasi nitrat (NO3) dan nitrit (NO2) secara reduksi dengan mengubahnya menjadi amoniak (NH3). Jalur asimilasi ini berbeda dengan jalur dissimilasi nitrat dan nitrit. Jalur dissimilasi digunakan oleh organisme yang menggunakan ion ini sebagai elektron penerima terminal dalam respirasi, proses ini dikenal sebagai denitrifikasi, dan hasilnya adalah gas nitrogen (N2), yang dikeluarkan ke atmosfer. Kemampuan untuk mengasimilasi N2 secara reduksi melalui NH3, yang disebut fiksasi nitrogen, adalah sifat untuk prokariota, dan relatif sedikit bakteri yang memiliki kemampuan metabolisme ini. Proses tersebut membutuhkan sejumlah besar energi metabolik dan tidak dapat aktif dengan adanya oksigen. Kemampuan fiksasi nitrogen ditemukan pada beragam bakteri yang berevolusi sangat berbeda dalam strategi biokimia untuk melindungi enzim fixing-nitrogen nya dari oksigen. Kebanyakan mikroorganisme dapat menggunakan NH4+ sebagai sumber nitrogen utama, dan banyak organisme memiliki kemampuan untuk menghasilkan NH4+ dari amina (R-NH2) atau dari asam amino (RCHNH2COOH). Produksi amoniak dari deaminasi asam amino disebut ammonifikasi. Amoniak dimasukkan ke dalam bahan organik melalui jalur biokomia yang melibatkan glutamat dan glutamine.

c. Sumber Belerang Belerang adalah komponen dari banyak substansi organik sel. Belerang membentuk bagian struktur beberapa koenzim dan ditemukan dalam rantai samping cisteinil dan merionil protein. Belerang dalam bentuk asalnya tidak dapat digunakan oleh tumbuhan atau hewan. Namun, beberapa bakteri autotropik dapat mengoksidasinya menjadi sulfat (SO42-). Kebanyakan mikroorganisme dapat menggunakan sulfat sebagai sumber belerang, mereduksi sulfat menjadi hidrogen sulfida (H2S). Beberapa mikroorganisme dapat mengasimilasi H2S secara langsung dari medium pertumbuhan tetapi senyawa ini dapat menjadi racun bagi banyak organisme. Kedua unsur ini yaitu belerang dan nitrogen terdapat dalam sel dalam bentuk tereduksi, sebagai gugus sulfhidril dan amino. Sebagian besar mikroorganisme mampu menampung unsur-unsur ini dalam bentuk oksida dan mereduksi sulfat dan juga nitrat. Sumber nitrogen yang paling lazim untuk mikroorganisme adalah garam-garam ammonium. Beberapa prokariot mampu mereduksi nitrogen molekul (N2 atau dinitrogen). Mikroorganisme lain memerlukan asam-asam amino sebagai sumber nitrogen, jadi yang mengandung nitrogen organik. Tidak semua mikroorganisme mampu mereduksi sulfat, beberapa diantaranya memerukan H2S atau sistein sebagai sumber S. Keperluan Akan Nitrogen dan Belerang Nitrogen dan belerang terdapat pada senyawa organik sel terutama dalam bentuk yang terinduksi masing-masing sebagai gugus amino dan sulfhidril. Kebanyakan organisme fotosintetik mengasimilasi kedua unsur ini dalam keadaan anorganik yang teoksidasi, sebagai nitrat dan sulfat, jadi penggunaan biosintetiknya meliputi reduksi pendahuluan. Banyak bakteri nonfotosintetik dan cendawan dapat juga memenuhi keperluannya akan nitrogen dan belerang dari nitrat dan sulfat. Beberapa mikroorganisme tidak dapat mengadakan reduksi salah satu atau kedua anion ini dan harus diberikan unsur dalam bentuk tereduksi. Keperluan akan sumber nitrogen yang tereduksi agak umum dan dapat dipenuhi oleh persediaan nitrogen sebagai garam-garam ammonium. Keperluan akan belerang tereduksi lebih jarang, bahan itu dipenuhi dari persediaan sulfida atau dari senyawa organik yang mengandung satu gugus sulfhidril (misalnya sisteine). Beberapa bakteri dapat juga memanfaatkan sumber nitrogen alam yang paling banyak, yaitu N2. Proses asimilasi nitrogen ini disebut fiksasi nitrogen dan meliputi reduksi permulaan N2 menjadi amino. d. Sumber Phospor Fosfat (PO43-) dibutuhkan sebagai komponen ATP, asam nukleat dan sejumlah koenzim seperti NAD, NADP dan flavin. Selain itu, banyak metabolit, lipid (fosfolipid, lipid A), komponen dinding sel (teichoic acid), beberapa polisakarida kapsul dan beberapa protein adalah bergugus fosfat. Fosfat selalu diasimilasi sebagai fosfat anorganik bebas (Pi). e. Sumber Mineral Sejumlah besar mineral dibutuhkan untuk fungsi enzim. Ion magnesium (Mg2+) dan ion ferrum (Fe2+) juga ditemukan pada turunan porfirin yaitu: magnesium dalam molekul klorofil, dan besi sebagai bagian dari koenzim sitokrom dan peroksidase. Mg2+ dan K+

keduanya sangat penting untuk fungsi dan kesatuan ribosom. Ca2+ dibutuhkan sebagai komponen dinding sel gram positif, meskipun ion tersebut bebas untuk bakteri gram negatif. Banyak dari organisme laut membutuhkan Na+ untuk pertumbuhannya. Dalam memformulasikan medium untuk pembiakan kebanyakan mikroorganisme, sangatlah penting untuk menyediakan sumber potassium, magnesium, kalsium, dan besi, biasanya dalam bentuk ion-ion (K+, Mg2+, Ca2+, dan Fe2+). Banyak mineral lainnya (seperti Mn2+, Mo2+, Co2+, Cu2+, dan Zn2+) dibutuhkan: mineral ini kerapkali terdapat dalam air kran atau sebagai kontaminan dari kandungan medium lainnya. 1. f. Sumber Oksigen Untuk sel oksigen tersedia dalam bentuk air. Selanjutnya oksigen juga terdapat dalam CO2 dan dalam bentuk senyawa organik. Selain itu masih banya organisme yang tergantung dari oksigen molekul (O2 atau dioksigen). Oksigen yang berasal dari molekul oksigen hanya akan diinkorporasi ke dalam substansi sel kalau sebagai sumber karbon digunakan metana atau hidrokarbon aromatic yang berantai panjang. Menilik hubungannya dengan oksigen dapat dibedakan sekurang-kurangnya tiga kelompok organisme: organisme aerob obligat yang mampu menghasilkan energi hanya melalui respirasi dan dengan demikian tergantung pada oksigen. Organisme anaerob obligat hanya dapat hidup dalam lingkungan bekas oksigen. Untuk organisme ini O2 bersifat toksik. Mikroorganisme anaerob fakultatif tumbuh dengan adanya O2 udara, jadi bersifat aerotoleran; tetapi organisme ini tidak dapat memanfaatkan O2, tetapi memperoleh energi semata-mata dari peragian. Jenis bakteri anaerob fakultatif lain (Enterobacteriaceae) dan banyak ragi dapat beralih dari peroleh energi dengan respirasi (dengan adanya O2) ke peragian (tanpa O2). 1. 3. Tipe-Tipe Nutrisi Utama Bakteri Tipe Fototrof Fotoautotrof Fotoheterotrof Kemotrof Kemoautotrof Sumber Energi untuk Pertumbuhan Cahaya Cahaya Sumber Karbon Untuk Contoh genus Pertumbuhan CO2 Chromatium Senyawa organik Rhodopseumdomonas

Oksidasi senyawa Organik

CO2 Senyawa organik

Thiobacillus Esheric

Kemoheterotrof Oksidasi senyawa organik I.2.7 Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri (http://artofgreen.wordpress.com/2010/03/18/nutrisi-dan-pertumbuhan-bakteri/) a. Faktor lingkungan

pengaruh suhu terhadap pertumbuhan mikroorganisme pengaruh tekanan osmotik terhadap pertumbuhan mikroorganisme

pengaruh sinar ultraviolet tehadap pertumbuhan mikroorganisme pengaruh pH terhadap pertumbuhan mikroorganisme Pengaruh lingkungan terhadap bakteri (http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri#Morfologi_bakteri)

I.2.8

Kondisi lingkungan yang mendukung dapat memacu pertumbuhan dan reproduksi bakteri.[38] Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan reproduksi bakteri adalah suhu, kelembapan, dan cahaya.[38] Secara umum, terdapat beberapa alat yang dapat digunakan untuk melakukan pengamatan sel bakteri terhadap berbagai parameter tersebut, seperti mikroskop optikal, mikroskop elektron, dan atomic force microscope (AFM).[38] [sunting] Suhu Suhu berperan penting dalam mengatur jalannya reaksi metabolisme bagi semua makhluk hidup.[2] Khususnya bagi bakteri, suhu lingkungan yang berada lebih tinggi dari suhu yang dapat ditoleransi akan menyebabkan denaturasi protein dan komponen sel esensial lainnya sehingga sel akan mati.[2] Demikian pula bila suhu lingkungannya berada di bawah batas toleransi, membran sitoplasma tidak akan berwujud cair sehingga transportasi nutrisi akan terhambat dan proses kehidupan sel akan terhenti.[2] Berdasarkan kisaran suhu aktivitasnya, bakteri dibagi menjadi 4 golongan:

Bakteri psikrofil, yaitu bakteri yang hidup pada daerah suhu antara 0 30 C, dengan suhu optimum 15 C. Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang hidup di daerah suhu antara 15 55 C, dengan suhu optimum 25 40 C. Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup di daerah suhu tinggi antara 40 75 C, dengan suhu optimum 50 - 65 C Bakteri hipertermofil, yaitu bakteri yang hidup pada kisaran suhu 65 - 114 C, dengan suhu optimum 88 C.[2]

[sunting] Kelembaban relatif Pada umumnya bakteri memerlukan kelembaban relatif (relative humidity, RH) yang cukup tinggi, kira-kira 85%.[2] Kelembaban relatif dapat didefinisikan sebagai kandungan air yang terdapat di udara.[2] Pengurangan kadar air dari protoplasma menyebabkan kegiatan metabolisme terhenti, misalnya pada proses pembekuan dan pengeringan.[2] Sebagai contoh, bakteri Escherichia coli akan mengalami penurunan daya tahan dan elastisitas dinding selnya saat RH lingkungan kurang dari 84%.[38] Bakteri gram positif cenderung hidup pada kelembaban udara yang lebih tinggi dibandingkan dengan bakteri gram negatif terkait dengan perubahan struktur membran selnya yang mengandung lipid bilayer.[39]

http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri#Morfologi_bakteri Cahaya Cahaya merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri.[40] Secara umum, bakteri dan mikroorganisme lainnya dapat hidup dengan baik pada paparan cahaya normal.[40] Akan tetapi, paparan cahaya dengan intensitas sinar ultraviolet (UV) tinggi dapat berakibat fatal bagi pertumbuhan bakteri.[40] Teknik penggunaan sinar UV, sinar x, dan sinar gamma untuk mensterilkan suatu lingkungan dari bakteri dan mikroorganisme lainnya dikenal dengan teknik iradiasi yang mulai berkembang sejak awal abad ke-20.[40][5]. Metode ini telah diaplikasikan secara luas untuk berbagai keperluan, terutama pada sterilisasi makanan untuk meningkatkan masa simpan dan daya tahan.[5] Beberapa contoh bakteri patogen yang mampu dihambat ataupun dihilangkan antara lain Escherichia coli 0157:H7 and Salmonella.[5] Radiasi Radiasi pada kekuatan tertentu dapat menyebabkan kelainan dan bahkan dapat bersifat letal bagi makhluk hidup, terutama bakteri.[41] Sebagai contoh pada manusia, radiasi dapat menyebabkan penyakit hati akut, katarak, hipertensi, dan bahkan kanker.[41] Akan tetapi, terdapat kelompok bakteri tertentu yang mampu bertahan dari paparan radiasi yang sangat tinggi, bahkan ratusan kali lebih besar dari daya tahan manusia tehadap radiasi, yaitu kelompok Deinococcaceae. [42] Sebagai perbandingan, manusia pada umumnya tidak dapat bertahan pada paparan radiasi lebih dari 10 Gray (Gy, 1 Gy = 100 rad), sedangkan bakteri yang termasuk dalam kelompok ini dapat bertahan hingga 5.000 Gy.[42][43] Pada umumnya, paparan energi radiasi dapat menyebabkan mutasi gen dan putusnya rantai DNA.[44] Apabila terjadi pada intensitas yang tinggi, bakteri dapat mengalami kematian.[44] Deinococcus radiodurans memiliki kemampuan untuk bertahan terhadap mekanisme perusakan materi genetik tersebut melalui sistem adaptasi dan adanya proses perbaikan rantai DNA yang sangat efisien.[ I.2.9 Peranan bakteri (http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri#Morfologi_bakteri) Bidang lingkungan Keanekaragaman bakteri dan jalur metabolismenya menyebabkan bakteri memiliki peranan yang besar bagi lingkungan.[5] Sebagai contoh, bakteri saprofit menguraikan tumbuhan atau hewan yang telah mati dan sisa-sisa atau kotoran organisme.[5] Bakteri tersebut menguraikan protein, karbohidrat dan senyawa organik lain menjadi CO2, gas

amoniak, dan senyawa-senyawa lain yang lebih sederhana.[5] Contoh bakteri saprofit antara lain Proteus dan Clostridium.[5] Tidak hanya berperan sebagai pengurai senyawa organik, beberapa kelompok bakteri saprofit juga merupakan patogen oportunis.[5]

Frankia alni, salah satu bakteri pengikat N2 yang berasosiasi dengan tanaman membentuk bintil akar. Kelompok bakteri lainnya berperan dalam siklus nitrogen, seperti bakteri nitrifikasi.[2] Bakteri nitrifikasi adalah kelompok bakteri yang mampu menyusun senyawa nitrat dari senyawa amonia yang pada umumnya berlangsung secara aerob di dalam tanah.[45] Kelompok bakteri ini bersifat kemolitotrof.[45] Nitrifikasi terdiri atas dua tahap yaitu nitritasi (oksidasi amonia (NH4) menjadi nitrit (NO2-)) dan nitratasi (oksidasi senyawa nitrit menjadi nitrat (NO3)).[45] Dalam bidang pertanian, nitrifikasi sangat menguntungkan karena menghasilkan senyawa yang diperlukan oleh tanaman yaitu nitrat.[45] Setelah reaksi nitrifikasi selesai, akan terjadi proses dinitrifikasi yang dilakukan oleh bakteri denitrifikasi.[45] Denitrifikasi sendiri merupakan reduksi anaerobik senyawa nitrat menjadi nitrogen bebas (N2) yang lebih mudah diserap dan dimetabolisme oleh berbagai makhluk hidup.[2] Contoh bakteri yang mampu melakukan metabolisme ini adalah Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas aeruginosa, and Paracoccus denitrificans.[46] Di samping itu, reaksi ini juga menghasilkan nitrogen dalam bentuk lain, seperti dinitrogen oksida (N2O).[2] Senyawa tersebut tidak hanya dapat berperan penting bagi hidup berbagai organisme, tetapi juga dapat berperan dalam fenomena hujan asam dan rusaknya ozon.[2] Senyawa N2O akan dioksidasi menjadi senyawa NO dan selanjutnya bereaksi dengan ozon (O3) membentuk NO2- yang akan kembali ke bumi dalam bentuk hujan asam (HNO2).[2] Di bidang pertanian dikenal adanya suatu kelompok bakteri yang mampu bersimbiosis dengan akar tanaman atau hidup bebas di tanah untuk membantu penyuburan tanah.[5] Kelompok bakteri ini dikenal dengan istilah bakteri pengikat nitrogen atau singkatnya bakteri nitrogen. Bakteri nitrogen adalah kelompok bakteri yang mampu mengikat nitrogen (terutaman N2) bebas di udara dan mereduksinya menjadi senyawa amonia (NH4) dan ion nitrat (NO3-) oleh bantuan enzim nitrogenase.[47][48] Kelompok bakteri ini biasanya bersimbiosis dengan tanaman kacang-kacangan dan polong untuk membentuk suatu simbiosis mutualisme berupa nodul atau bintil akar untuk mengikat nitrogen bebas di udara yang pada umumnya tidak dapat digunakan secara langsung oleh kebanyakan organisme.[48][2] Secara umum, kelompok bakteri ini dikenal dengan istilah rhizobia, termasuk di dalamnya genus bakteri Rhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Photorhizobium, dan Sinorhizobium.[2] Contoh bakteri nitrogen yang hidup bersimbiosis dengan tanaman polongpolongan yaitu Rhizobium leguminosarum, yang hidup di akar membentuk nodul atau bintilbintil akar.[2] [

Bidang pangan Terdapat beberapa kelompok bakteri yang mampu melakukan proses fermentasi dan hal ini telah banyak diterapkan pada pengolahan berbagi jenis makanan.[5] Bahan pangan yang telah difermentasi pada umumnya akan memiliki masa simpan yang lebih lama, juga dapat meningkatkan atau bahkan memberikan cita rasa baru dan unik pada makanan tersebut.[5] Beberapa makanan hasil fermentasi dan mikroorganisme yang berperan:

No. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Nama produk atau makanan Yoghurt Mentega Terasi Asinan buah-buahan Sosis Kefir

Bahan baku susu susu ikan buahbuahan daging susu

Bakteri yang berperan Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus Streptococcus lactis Lactobacillus sp. Lactobacillus sp. Pediococcus cerevisiae Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus lactis

Beberapa spesies bakteri pengurai dan patogen dapat tumbuh di dalam makanan.[49] Kelompok bakteri ini mampu memetabolisme berbagai komponen di dalam makanan dan kemudian menghasilkan metabolit sampingan yang bersifat racun.[49] Clostridium botulinum, menghasilkan racun botulinin, seringkali terdapat pada makanan kalengan dan kini senyawa tersebut dipakai sebagai bahan dasar botox.[49] Beberapa contoh bakteri perusak makanan:

Burkholderia gladioli (sin. Pseudomonas cocovenenans), menghasilkan asam bongkrek, terdapat pada tempe bongkrek[50] Leuconostoc mesenteroides, penyebab pelendiran makanan, penurunan pH, dan pembentukkan gas.[51]

Bidang kesehatan Tidak hanya di bidang lingkungan dan pangan, bakteri juga dapat memberikan manfaat dibidang kesehatan. Antibiotik merupakan zat yang dihasilkan oleh mikroorganisme dan mempunyai daya hambat terhadap kegiatan mikroorganisme lain dan senyawa ini banyak digunakan dalam menyembuhkan suatu penyakit.[5] Beberapa bakteri yang menghasilkan antibiotik adalah:

Streptomyces griseus, menghasilkan antibiotik streptomycin[2] Streptomyces aureofaciens, menghasilkan antibiotik tetracycline[2] Streptomyces venezuelae, menghasilkan antibiotik chloramphenicol[2]

Penicillium, menghasilkan antibiotik penisilin[5] Bacillus polymyxa, menghasilkan antibiotik polymixin.[5]

Terlepas dari peranannya dalam menghasilkan antibiotik, banyak jenis bakteri yang justru bersifat patogen.[52] Pada manusia, beberapa jenis bakteri yang sering kali menjadi agen penyebab penyakit adalah Salmonella enterica subspesies I serovar Typhi yang menyebabkan penyakit tifus, Mycobacterium tuberculosis yang menyebabkan penyakit TBC, dan Clostridium tetani yang menyebabkan penyakit tetanus.[53][54] Bakteri patogen juga dapat menyerang hewan ternak, seperti Brucella abortus yang menyebabkan brucellosis pada sapi dan Bacillus anthracis yang menyebabkan antraks.[55] Untuk infeksi pada tanaman yang umum dikenal adalah Xanthomonas oryzae yang menyerang pucuk batang padi dan Erwinia amylovora yang menyebabkan busuk pada buah-buahan.[56] [sunting] Dekomposisi

Dekomposisi buah persik setelah 6 hari. Proses degradasi jasad makhluk hidup dilakukan oleh banyak organisme, salah satunya adalah bakteri. Beberapa jenis bakteri, terutama bakteri heterotrof, mampu mendegradasi senyawa organik dan menggunakannya untuk menunjang pertumbuhannya.[57] Proses dekomposisi ini dibantu oleh beberapa jenis enzim untuk memecah makromolekul, seperti karbohidrat, protein, dan lemak, untuk dipecah menjadi senyawa yang lebih sederhana. Sebagai contoh, enzim protease digunakan untuk memecah protein menjadi senyawa lebih sederhana, seperti asam amino.[57] Proses dekomposisi ini juga berperan dalam pengembalian unsur-unsur, terutama karbon dan nitrogen, ke alam untuk masuk ke dalam siklus lagi.[58] Dekomposisi jasad makhluk hidup dimulai oleh bakteri yang hidup di dalam tubuh manusia, dimulai dari jaringan-jaringan otot.[58] Proses ini dipercepat saat tubuh telah dikuburkan. Reaksi pertama dalam dekomposisi ini adalah hidrolisis protein oleh protease membentuk asam amino.[58] Selanjutnya, asam amino akan diubah menjadi asam asetat, gas hidrogen, gas nitrogen, dan karbon dioksida sehingga pH lingkungan akan turun menjadi 4-5.[58] Reaksi ini dilakukan oleh bakteri acetogen. Pada tahap akhir, semua senyawa tersebut diubah menjadi gas metana oleh metanogen.[58] Bakteri yang merugikan sebagai berikut : 1. Pembusukan makanan contohnya Clostridium botulinum 2. Penyebab penyakit pada manusia contohnya Mycobacterium tuberculosis ( penyebab penyakit TBC ), Vibrio cholerae ( penyebab kolera atau muntaber ), Clostridium tetani (penyebab penyakit tetanus ) dan Mycobacterium leprae (penyebab penyakit lepra ) 3. Penyebab penyakit pada hewan contohnya Bacilluc antrachis (penyebab penyakit antraks

pada sapi ) 4. Penyebab penyakit pada tanaman budidaya contohnya Pseudomonas solanacearum (penyebab penyakit pada tanaman tomat, lombok, terung dan tembakau) serta Agrobacterium tumafaciens (penyebab tumor pada tumbuhan)

I.2.10 Pewarnaan bakteri Mikroorganisme yang ada di alam ini mempunyai morfologi, struktur dan sifat-sifat yang khas, termasuk bakteri. Bakteri yang hidup hampir tidak berwarna dan kontras dengan air, dimana sel-sel bakteri tersebut disuspensikan. Salah satu cara untuk melihat dan mengamati bentuk sel bakteri dalam keadaan hidup sangat sulit, sehingga untuk diidentifikasi ialah dengan metode pengecatan atau pewarnaan sel bekteri, sehingga sel dapat terlihat jelas dan mudah diamati. Hal tersebut juga berfungsi untuk mengetahui sifat fisiologisnya yaitu mengetahui reaksi dinding sel bakteri melalui serangkaian pengecatan. Oleh karena itu teknik pewarnaan sel bakteri ini merupakan salahsatu cara yang paling utama dalam penelitian-penelitian mikrobiologi. Struktur di dalam sel pada tempat-tempat yang dibentuk oleh spesies ini, disebut endospora. Endospora dapat bertahan hidup dalam keadaan kekurangan nutrien, tahan terhadap panas, kekeringan, radiasi UV serta bahan-bahan kimia. Ketahanan tersebut disebabkan oleh adanya selubung spora yang tebal dan keras. Sifat-sifat ini menyebabkan dibutuhkannya perlakuan yang keras untuk mewarnainya. Hanya bila diperlukan panas yang cukup, pewarna yang sesuai dapat menembus endospora. Tetapi sekali pewarna memasuki endospora, sukar untuk dihilangkan. Ukuran dan letak endospora di dalam sel merupakan ciri-ciri yang digunakan untuk membedakan spesies-spesies bakteri yang membentuknya. Faktor-faktor yang mempengaruhi pewarnaan bakteri yaitu fiksasi, peluntur warna , substrat, intensifikasi pewarnaan dan penggunaan zat warna penutup. Suatu preparat yang sudah meresap suatu zat warna, kemudian dicuci dengan asam encer maka semua zat warna terhapus. sebaliknya terdapat juga preparat yang tahan terhadap asam encer. Bakteri-bakteri seperti ini dinamakan bakteri tahan asam, dan hal ini merupakan ciri yang khas bagi suatu spesies. Tujuan pewarnaan terhadap mikroorganisme ialah untuk : 1. Mempermudah melihat bentuk jasad, baik bakteri, ragi, maupun fungi. 2. Memperjelas ukuran dan bentuk jasad 3. Melihat struktur luar dan kalau memungkinkan struktur dalam jasad. 4. Melihat reaksi jasad terhadap pewarna yang diberikan sehingga sifat-sifat fisik dan kimia dapat diketahui. Langkah-langkah utama teknik pewarnaan 1. Pembuatan olesan bakteri, olesan bakteri tidak boleh terlalu tebal atau tipis

2. Fiksasi, dapat dilakukan secara pemanasan atau dengan aplikasi bahan kimia seperti sabun, formalin, fenol. 3. Aplikasi zat warna : tunggal, atau lebih dari 1 zat warna Teknik pewarnaan dikelompokkan menjadi beberapa tipe, berdasarkan respon sel bakteri terhadap zat pewarna dan sistem pewarnaan yang digunakan untuk pemisahan kelompok bakteri digunakan pewarnaan Gram, dan pewarnaan acid-fast(tahan asam) untuk genus Mycobacterium. Untuk melihat struktur digunakan pewarnaan flagela, pewarnaan kapsul, pewarnaan spora, dan pewarnaan nukleus. Pewarnaan Neisser atau Albert digunakan untuk melihat granula metakromatik (volutin bodies) pada Corynebacterium diphtheriae. Untuk semua prosedur pewarnaan mikrobiologi dibutuhkan pembuatan apusan lebih dahulu sebelum melaksanakan beberapa teknik pewarnaan yang spesifik (Pelezar,2008). 2.1.2 Macam-Macam Pewarnaan Secara garis besar teknik pewarnaan bakteri dapat dikategorikan sebagai berikut : 1. Pewarnaan sederhana Menggunakan satu macam zat warna (biru metilen/air fukhsin) tujuan hanya untuk melihat bentuk sel. Pewarnaan sederhana, merupakan pewarna yang paling umum digunakan. Berbagai macam tipe morfologi bakteri (kokus, basil, spirilum, dan sebagainya) dapat dibedakan dengan menggunakan pewarna sederhana, yaitu mewarnai sel-sel bakteri hanya digunakan satu macam zat warna saja. Kebanyakan bakteri mudah bereaksi dengan pewarnapewarna sederhana karena sitoplasmanya bersifat basofilik (suka akan basa) sedangkan zatzat warna yang digunakan untuk pewarnaan sederhana umumnya bersifat alkalin (komponen kromoforiknya bermuatan positif). Zat warna yang dipakai hanya terdiri dari satu zat yang dilarutkan dalam bahan pelarut. Pewarnaan Sederhana merupakan satu cara yang cepat untuk melihat morfologi bakteri secara umum. Beberapa contoh zat warna yang banyak digunakan adalah biru metilen (30-60 detik), ungu kristal (10 detik) dan fukhsin-karbol (5 detik).

gambar pewarnaan sederhana 2. Pewarnaan differensial dibagi pewarnaan gram dan pewarnaan tahan asam Pewarnaan differensial Pewarnaan bakteri yang menggunakan lebih dari satu zat warna seperti pewarnaan gram dan pewarnaan tahan asam. Penjelasan sebagai berikut: Pewarnaan Gram

Pewarnaan Gram atau metode Gram adalah suatu metode untuk membedakan spesies bakteri menjadi dua kelompok besar, yakni gram-positif dan gram-negatif, berdasarkan sifat kimia dan fisik dinding sel mereka. Metode ini diberi nama berdasarkan penemunya, ilmuwan Denmark Hans Christian Gram (18531938) yang mengembangkan teknik ini pada tahun 1884 untuk membedakan antara pneumokokus dan bakteri Klebsiella pneumoniae. Dengan metode pewarnaan Gram, bakteri dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu bakteri Gram positif dan Gram negatif berdasarkan reaksi atau sifat bakteri terhadap cat tersebut. Reaksi atau sifat bakteri tersebut ditentukan oleh komposisi dinding selnya. Oleh karena itu, pengecatan Gram tidak bisa dilakukan pada mikroorganisme yang tidak mempunyai dinding sel seperti Mycoplasma sp Contoh bakteri yang tergolong bakteri tahan asam, yaitu dari genus Mycobacterium dan beberapa spesies tertentu dari genus Nocardia. Bakteribakteri dari kedua genus ini diketahui memiliki sejumlah besar zat lipodial (berlemak) di dalam dinding selnya sehingga menyebabkan dinding sel tersebut relatif tidak permeabel terhadap zat-zat warna yang umum sehingga sel bakteri tersebut tidak terwarnai oleh metode pewarnaan biasa, seperti pewarnaan sederhana atau Gram. Dalam pewarnaan gram diperlukan empat reagen yaitu :

Zat warna utama (violet kristal) Mordan (larutan Iodin) yaitu senyawa yang digunakan untuk mengintensifkan warna utama. Pencuci / peluntur zat warna (alcohol / aseton) yaitu solven organic yang digunakan uantuk melunturkan zat warna utama. Zat warna kedua / cat penutup (safranin) digunakan untuk mewarnai kembali sel-sel yang telah kehilangan cat utama setelah perlakuan denga alcohol.

Bakteri Gram-negatif adalah bakteri yang tidak mempertahankan zat warna metil ungu pada metode pewarnaan Gram. Bakteri gram-positif akan mempertahankan zat warna metil ungu gelap setelah dicuci dengan alkohol, sementara bakteri gram-negatif tidak. Pada uji pewarnaan Gram, suatu pewarna penimbal (counterstain) ditambahkan setelah metil ungu, yang membuat semua bakteri gram-negatif menjadi berwarna merah atau merah muda. Pengujian ini berguna untuk mengklasifikasikan kedua tipe bakteri ini berdasarkan perbedaan struktur dinding sel mereka. Pengecatan gram dilakukan dalam 4 tahap yaitu 1. Pemberian cat warna utama (cairan kristal violet) berwarna ungu. 2. Pengintesifan cat utama dengan penambahan larutan mordan JKJ. 3. Pencucian (dekolarisasi) dengan larutan alkohol asam. 4. Pemberian cat lawan yaitu cat warna safranin Perbedaan dasar antara bakteri gram positif dan negatif adalah pada komponen dinding selnya. Kompleks zat iodin terperangkap antara dinding sel dan membran sitoplasma organisme gram positif, sedangkan penyingkiran zat lipida dari dinding sel organisme gram negatif dengan pencucian alcohol memungkinkan hilang dari sel. Bakteri gram positif

memiliki membran tunggal yang dilapisi peptidohlikan yang tebal (25-50nm) sedangkan bakteri negative lapisan peptidoglikogennya tipis (1-3 nm). Sifat bakteri terhadap pewarnaan Gram merupakan sifat penting untuk membantu determinasi suatu bakteri. Beberapa perbedaan sifat yang dapat dijumpai antara bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif yaitu: Ciri-ciri bakteri gram negatif yaitu:

Struktur dinding selnya tipis, sekitar 10 15 mm, berlapis tiga atau multilayer. Dinding selnya mengandung lemak lebih banyak (11-22%), peptidoglikan terdapat didalam lapisan kaku, sebelah dalam dengan jumlah sedikit 10% dari berat kering, tidak mengandung asam tekoat. Kurang rentan terhadap senyawa penisilin. Pertumbuhannya tidak begitu dihambat oleh zat warna dasar misalnya kristal violet. Komposisi nutrisi yang dibutuhkan relatif sederhana. Tidak resisten terhadap gangguan fisik. Resistensi terhadap alkali (1% KOH) lebih pekat Peka terhadap streptomisin Toksin yang dibentuk Endotoksin

Ciri-ciri bakteri gram positif yaitu:

Struktur dinding selnya tebal, sekitar 15-80 nm, berlapis tunggal atau monolayer. Dinding selnya mengandung lipid yang lebih normal (1-4%), peptidoglikan ada yang sebagai lapisan tunggal. Komponen utama merupakan lebih dari 50% berat ringan. Mengandung asam tekoat. Bersifat lebih rentan terhadap penisilin. Pertumbuhan dihambat secara nyata oleh zat-zat warna seperti ungu kristal. Komposisi nutrisi yang dibutuhkan lebih rumit. Lebih resisten terhadap gangguan fisik. Resistensi terhadap alkali (1% KOH) larut Tidak peka terhadap streptomisin Toksin yang dibentuk Eksotoksin Endotoksin contoh bakteri gram negatif

Contoh bakteri gram posittif

Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Pewarnaan_Gram Pewarnaan Tahan Asam Pewarnaan ini ditujukan terhadap bakteri yang mengandung lemak dalam konsentrasi tinggi sehingga sukar menyerap zat warna, namun jika bakteri diberi zat warna khusus misalnya karbolfukhsin melalui proses pemanasan, maka akan menyerap zat warna dan akan tahan diikat tanpa mampu dilunturkan oleh peluntur yang kuat sekalipun seperti asam-alkohol. Karena itu bakteri ini disebut bakteri tahan asam (BTA). Teknik pewarnaan ini dapat digunakan untuk mendiagnosa keberadaan bakteri penyebab tuberkulosis yaitu Mycobacterium tuberculosis . Ada beberapa cara pewarnaan tahan asam, namun yang paling banyak adalah cara menurut Ziehl-Neelsen.(anonymous,2009)

Bakteri Tahan Asam (pink) dan bakteri Tidak Tahan Asam (biru) Sumber: www.google.com

3. Pewarnaan khusus untuk melihat struktur tertentu : pewarnaan flagel, pewarnaan spora, pewarnaan kapsul. Pewarnaan Spora Spora bakteri (endospora) tidak dapat diwarnai dengan pewarnaan biasa, diperlukan teknik pewarnaan khusus. Pewarnaan Klein adalah pewarnaan spora yang paling banyak digunakan. Endospora sulit diwarnai dengan metode Gram. Untuk pewarnaan endspores, perlu dilakukan pemanasan supaya cat malachite hijau bisa masuk ke dalam spora , seperti halnya pada pewarnaan Basil Tahan Asam dimana cat carbol fuschsin harus dipanaskan untuk bisa menembus lapisan lilin asam mycolic dari Mycobacterium . Skema prosedur pengecatan Spora Schaeffer Fulton

Sumber http://images.suite101.com/400620_com_endosporestainprocpscanite.jpg Protokol pewarnaan diferensial endospores dan sel vegetatif adalah sebagai berikut:

Prinsip kerja: Spora kuman mempunyai dinding yang tebal sehingga diperlukan pemanasan agar pori-pori membesar zat warna fuchsin dapat masuk, dengan pencucian pori-pori kembali mengecil menyebabkan zat warna fuchsin tidak dapat dilepas walaupun dilunturkan dengan asam alkohol, sedangkan pada badan bakteri warna fuchsin dilepaskan dan mengambil warna biru dari methylen blue.

Cara Kerja : Dibuat suspensi kuman, ditambah dengan carbol fuchsin sama banyak. Dipanaskan selama 6 menit pada api kecil atau pada penangas air 80oc selama 10 menit. Dibuat sediaan dan dikeringkan. Dimasukkan kedalam H2SO4 1% selama 2 detik Dimasukkan kedalam alkohol sehingga tidak ada lagi warna merah mengalir. Sediaan dicuci dengan air. Diwarnai dengan methylen blue selama 1 menit kemudian dicuci dan dikeringkan. Diperiksa dibawah mikroskop. Pewarnaan flagel Pewarnaan flagel dengan memberi suspense koloid garam asam tanat yang tidak stabil, sehingga terbentuk presipitat tebal pada dinding sel dan flagel. Pewarnaan kapsul Pewarnaan ini menggunakan larutan Kristal violet panas, lalu larutan tembaga sulfat sebagai pembilasan menghasilkan warna biru pucat pada kapsul, karena jika pembilasan dengan air dapat melarutkan kapsul. Garam tembaga juga memberi warna pada latar belakang. Yang berwana biru gelap. 4. Pewarnaan khusus untuk melihat komponen lain dan bakteri :

pewarnaan Neisser (granula volutin), pewarnaan yodium (granula glikogen).

5. Pewarnaan negatif Tujuan Mempelajari penggunaan prosedur pewarnaan negatif untuk mengamati morfologi organisme yang sukar diwarnai oleh pewarna sederhana. Bakteri tidak diwarnai, tapi mewarnai latar belakang. Ditujukan untuk bakteri yang sulit diwarnai, seperti spirochaeta

Cara pewarnaan negatif - Sediaan hapus teteskan emersi lihat dimikroskop Pewarnaan negatif, metode ini bukan untuk mewarnai bakteri tetapi mewarnai latar belakangnya menjadi hitam gelap. Pada pewarnaan ini mikroorganisme kelihatan transparan (tembus pandang). Teknik ini berguna untuk menentukan morfologi dan ukuran sel. Pada pewarnaan ini olesan tidak mengalami pemanasan atau perlakuan yang keras dengan bahanbahan kimia, maka terjadinya penyusutan dan salah satu bentuk agar kurang sehingga penentuan sel dapat diperoleh dengan lebih tepat. Metode ini menggunakan cat nigrosin atau tinta cina. Pewarnaan negatif memerlukan pewarna asam seperti eosin atau negrosin.pewarna asam memiliki negatif charge kromogen,tidak akan menembus atau berpenetrasi ke dalam sel karena negative charge pada permukaan bakteri. oleh karena itu, sel tidak berwarna mudah dilihat dengan latar belakang berwarna. I.2.11 Mikroskop Mikroskop (bahasa Yunani: micros = kecil dan scopein = melihat) adalah sebuah alat untuk melihat objek yang terlalu kecil untuk dilihat dengan mata kasar. Ilmu yang mempelajari benda kecil dengan menggunakan alat ini disebut mikroskopi, dan kata mikroskopik berarti sangat kecil, tidak mudah terlihat oleh mata. Jenis-jenismikroskop(http://modulfisika.blogspot.com/2010/04/kelas-vii-bagianbagian-mikroskop-dan.html) Bentuk dan jenis mikroskop berkembang sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi. Mikroskop yang paling sederhana adalah mikroskop cahaya, mikroskop stereo sampai yang modern seperti mikroskop elektron. Semakin modern, perbesaran yang dihasilkan semakin besar dan rinci. Berdasarkan pada kenampakan objek yang diamati, mikroskop dibagi dua jenis, yaitu mikroskop dua dimensi (mikroskop cahaya) dan mikroskop tiga dimensi (mikroskop stereo). Berdasarkan sumber cahayanya, mikroskop dibedakan menjadi mikroskop cahaya dan mikroskop elektron.

Mikroskop Cahaya

Mikroskop cahaya mempunyai perbesaran maksimum 1000 kali. Mikroskop jenis ini memiliki tiga lensa, yaitu lensa objektif, lensa okuler, dan kondensor. Lensa objektif dan lensa okuler terletak pada kedua ujung tabung mikroskop. Lensa okuler pada mikroskop ada yang berlensa tunggal (monokuler) atau ganda (binokuler). Lensa kondensor berperan untuk menerangi objek dan lensa-lensa mikroskop lain. Dengan pengaturan yang tepat maka akan diperoleh daya pisah maksimal.

Mikroskop Stereo

Mikroskop stereo merupakan jenis mikroskop yang hanya bias digunakan untuk benda yang relatif besar dengan perbesaran 7 hingga 30 kali. Benda yang diamati dengan mikroskop ini dapat terlihat secara tiga dimensi. Komponen pada mikroskop stereo hampir sama dengan mikroskop cahaya. Perbedaannya pada ruang ketajaman lensa mikroskop stereo jauh lebih

tinggi dibandingkan dengan mikroskop cahaya sehingga kia dapat melihat bentuk tiga dimensi benda yang diamati.

Mikroskop Elektron

Mikroskop elektron mempunyai perbesaran sampai 100 ribu kali. Elektron digunakan sebagai pengganti cahaya. Ada dua tipe pada mikroskop elektron, yaitu mikroskop elektroscanning (SEM) dan mikroskop elektron transmisi (TEM).

Bagian-Bagian Mikroskop dan Cara Penggunaannya

Pengenalan Bagian-Bagian Mikroskop

Setelah kamu tahu sejarah singkat dan jenis-jenis mikroskop, marilah kita pelajari bagianbagian mikroskop. Coba kamu perhatikan gambar mikroskop berikut ini dan amati masingmasing bagiannya!

Gambar tersebut adalah salah satu jenis mikroskop yang sering dipakai di sekolah, yaitu mikroskop cahaya. Coba bandingkan dengan mikroskop yang ada di laboratorium sekolahmu! Sama ataukah berbeda? Bentuk dan jenis mikroskop memang bermacam-macam, tetapi pada intinya hampir sama prinsip kerjanya. Sekarang mari kita pelajari bagian-bagian mikroskop! Bagian bagian mikroskop dapat dikelompokkan menjadi 3 bagian, yaitu bagian optik, penerangan, dan mekanis. Bagian Optik Bagian ini berupa lensa-lensa yang mampu membuat bayangan benda menjadi lebih besar. Ada dua macam lensa, lensa yang dekat dengan mata disebut lensa okuler atau lubang pengintai. Kekuatan perbesaran biasanya tertulis pada permukaanya, misalnya 10x dan lainlain. Lensa yang dekat dengan benda/objek pengamatan disebut lensa objektif dan terpasang pada revolver. Kekuatan perbesaran berbeda-beda misalnya 10x, 20x, maupun 40x. Lensa objektif dapat diatur sesuai dengan pilihan yang kita perlukan dengan cara memutar revolver (tempat lensa objektif). Masih ada satu lagi lensa kondensor yang berfungsi mengumpulkan cahaya atau menerangi objek yang diamati. Perbesaran yang tampak pada pengamatan

merupakan hasil kali dari lensa okuler dan lensa objektif yang digunakan. Contohnya, bila kamu menggunakan lensa okuler 10xdan objektif 20xmaka perbesarannya adalah 10x20 atau sama dengan 200x. Ini berarti benda yang diamati melalui mikroskop telah diperbesar 200x. Bagian Penerangan Salah satu syarat sediaan (preparat) dapat diamati dengan jelas adalah pencahayaan yang cukup. Untuk menangkap dan memantulkan cahaya yang masuk, mikroskop dilengkapi dengan reflektor berupa cermin. Cermin tersebut memiliki 2 sisi, datar dan cekung. Permukaan yang datar digunakan jika sumber cahaya cukup terang, sedangkan bagian yang cekung digunakan bila cahaya kurang terang. Di bawah meja objek, dapat kita temukan bagian yang berfungsi mengatur banyaknya cahaya yang masuk. Bagian ini disebut diafragma, di dalamnya terdapat lubang-lubang berupa lingkaran yang dapat diputar, ada yang besar maupun kecil. Semakin kecil diafragma yang digunakan semakin kecil pula cahaya yang masuk ke dalam mikroskop, demikian juga sebaliknya.

Bagian Mekanis Bagian mekanis berguna untuk menggerakkan dan memudahkan penggunaan mikroskop. Bagian tersebut di antaranya landasan/dasar/kaki mikroskop dan pegangan mikroskop. Selain itu, ada bagian yang berguna untuk pengatur fokus, yaitu pemutar kasar (makrometer) dan pemutar halus (mikrometer). I.2.12 Penyiapan Olesan Bakteri Olesan bakteri yang baik dan disiapkan sebagaimana mestinya adalah olesan yang tidak terlalu tebal dan tidak terlalu tipis dan bila difiksasi dengan panas akan tahan pencucian satu kali atau lebih selama proses pewarnaan sehingga organismenya tidak hilang tercuci namun bentuk sel-selnya tidak berubah ataupun menyusut. Jika olesan bakteri terlalu tebal, maka dalam pengamatan bakteri akan cenderung menumpuk, sehingga tidak akan sukar diamati morfologi bakteri secara baik. Apabila olesan bakteri terlalu tipis, maka bakteri tidak dapat diamati dengan jelas. Kaca obyek yang digunakan tidak boleh ada goresan, kotoran dan lemak, karena dapat menganggu pengamat dalam mengamati morfologi bakteri. Hal yang tidak kalah pentingnya adalah kempuan menaruh mikroorganisme ke atas kaca obyek, sehingga olesan yang dihasilkan tidak terlalu tebal dan terlalu tipis. Ini memperlukan ketrampilan dan kebiasaan melalu pengalaman. Pada olesan yang tebal sel-sel bakteri akan bertumpuk-tumpuk sehingga sukar untuk menentukan bentuk sel secara individu. Dengan sendirinya jumlah cahaya yang lewat melalui spesimen menjadi berkurang sehingga akan menyulitakan pengamatan. Hal ini cenderung lebih mudah terjadi pada olesan-olesan yang dibuat dari medium padat

(agar miring atau cawan). Mengingat bahwa sel-sel bakteri berukuran amat kecil, maka olesan juga tidak boleh terlalu tipis karena akan menyulitkan ditemukannya sel-sel tersebut pada pengamatan mikroskopis. Kesalahan ini cenderung terjadi pada olesan yang dibuat pada medium cair. Bila medium berupa cairan (kaldu, susu, air seni dan sebagainya) maka penyiapan olesan dimulai dengan menaruh satu atau dua lup penuh biakan cair langsung pada kaca obyek. Karena sel-sel bakteri dalam media cair tidak saling menumpuk, sebab sel-sel bakteri dam media cair mampu bergerak bebas. Alasan lain kembangbiakan bakteri dalam media cair tidak ditambah air steril karena nantinya bakteri dari media cair akan sukar mengering. Penyiapan olesan bakteri juga harus dilakukan dengan teknik aseptik agar tidak ada mikroba lain yang tercampur dalam media maupun dalam pengamatan dengan menggunakan mikroskop. Apabila bakteri yang dikembangbiakkan berasal dari media padat, maka perlu ditambah air murni sebanyak 1-2 ose padat kaca preparat sebelum diberi olesan bakteri. Hal ini dikarenakan, sel-sel bakteri dalam medium padat cenderung melekat dengan sesamanya, sehinggan perlu disebarkan dengan batuan air murni agar mudah diamati dengan mikroskop nantinya. Fiksasi dengan panas juga harus dilakukan secukupnya saja dan tidak berlebiahan. Jika bakteri dipelihara di dalam cairan, maka ujung kawat inokulasi setelah dipijarkan dan dingin kembali, kemudian dicelupkan sedikit di dalam biakan tersebut. sentuhkanlah ujung kawat yang mengandung biakan itu ditengah-tengah kaca penutup, kemudian baliklah kaca penutup itu dan letakkanlah ia di atas kaca benda sedemikian rupa, sehingga tetesan yang berisi bakteri itu masuk tepat di dalam cekungan kaca benda. Setelah ujung kawat selesai dipakai tadi harus dipijarkan kembali dalam nyala api. Kaca benda yang membawakan tetesan bergantung tersebut dapat dipindahkan ke piringan mikroskop untuk diperiksa. Supaya cairan yang mengandung bakteri tidak menguap, tepi kaca penutup perlu ditetesi gliserin. Meskipun kaca obyek yang digunakan tidak 100% steril, namun hendaknya digunakan teknik aspetik. Hal ini penting untuk menghidari tercemarinya biakan yang digunakan (sehingga biakan tetap murni bila kebetulan penyiapan olesan yang sama harus diulangi) disamping itu juga melindungi diri dari kontaminasi oleh organisme yang sedang ditangani. Perlu diingat bahwa tepi mulut tabung reaksi tempat biakan bakteri harus dilewatkan pada api. Demikian pula setelah

pengambilan bakteri selesai, sebelum ditutup, mulut tabung harus dilewatkan api terlebih dahulu.memijarkan kawat inokulasi sebelum dan sesudah dipakai harus merupakan kebiasaan yang tidak boleh dilupakan. Hal ini merupakan apa yang disebut teknik aseptik. Keuntungan penggunaan metode tetesan bergantung adalah : Bakteri ada terkurung di dalam lubang kaca benda, sehingga meminimalisasi bahaya berhamburnya bakteri ke lingkungan. Bakteri dapat bergerak dengan leluasa, jika memang bakteri suka bergerak. Cara lain untuk memeriksa bekteri hidup ialah dengan tetesan medium yang tidak bergantung. Prosedurnya lebih mudah, untuk itu tidak diperlukan kaca benda yang mempunyai cekungan di tengah, akan tetapi cukuplah dengan menggunakan kaca benda yang datar biasa. Ujung kawat yang membawa bakteri disentuhkan di tengah-tengah kaca benda, kemudian tetesan itu ditutup dengan kaca penutup biasa, maka jadilah suatu preparat yang siap untuk diperiksa. Preparat yang disediakan demikian kurang aman, selain itu gerakan bakteri tidak dapat bebas. (Hadioetomo. R. S,. 1993) I.2.13 Pembuatan Preparat Prosedur menyiapkan sediaan ( preparat ) Jika bakteri piaraan di dalam cairan ujung kawat inokulasi setelah Dipanaskan dan dingin kembali dicelupkan sedikit didalam piaraan kemudian Sentuhkan pada tengah2 kaca penutup dibalik letakkan di kaca benda sedemikian rupa sehingga tetesan yang berisi baktari masuk tepat dalam cekungan kaca benda. Ujung kawat harus selalu dipanaskan baik sebelum atau sesudah pemakaian Tepi mulut tabung juga harus selalu dipanasi sebelum atau sesudah diambil bakterinya. Supaya cairan yang mengandung bacteri tidak menguap tepi kaca penutup diberi glycerin diperoksa dibawah mikroskop. Memanasi kawat inokulasi sebelum dan sesudah dipakai , serta memanasi mulut tabung sebelum dan sesudah pengambilan kuman tehnik aseptic

-

KEUNTUNGAN PENGGUNAAN METODE : TETESAN BERGANTUNG : - Bakteri akan terkurung dalam lubang kaca benda , sehingga bahaya terhanburnya kemana2 hanpir tidak ada - Bakteri dapat bergerak leluasa. Cara lain selain dengan metode tetesan bergantung adalah dengan cara :

Ujung kawat yang membawa bacteri dioleskan pada kaca benda yang tidak ada cekungannya kemudian ditutup dengan kaca penutup dilihat dengan mikroskop. preparat ini kurang aman dan bakteri kurang bebas bergerak.

MEMBUAT PREPARAT BAKTERI YANG SUDAH DIMATIKAN DULU Ambil sedikit sampel dari bakteri yang dipiara dalam medium cair / padat. Dengan kawat inokulasi oleskan pada kaca benda tanpa cekungan tipis2 dengan penampang kira2 1 cm. Jika sediaan diambil dari sediaan padat beri aqua pada tengah2 kaca benda lebih dulu, jika sediaan cair tidak usah diberi

air. - Tunggu sampai kering lewatkan pada nyala api pada posisi kuman diatas kemudian lakukan pengecatan

I.2.14 Bakteri yang digunakan I.2.14.1 Bacillus Turingiensis (http://anekaplanta.wordpress.com/2008/03/02/bioinsektisida-alternatif-bacillusthuringiensis-bt/) Bacillus thuringiensis (Bt) adalah bakteri gram positif yang berbentuk batang, aerobik dan membentuk spora. Banyak strain dari bakteri ini yang menghasilkan protein yang beracun bagi serangga. Sejak diketahuinya potensi dari protein kristal Bt sebagai agen pengendali serangga, berbagai isolat Bt dengan berbagai jenis protein kristal yang dikandungnya telah teridentifikasi. Sampai saat ini telah diidentifikasi protein kristal yang beracun terhadap larva dari berbagai ordo serangga yang menjadi hama pada tanaman pangan dan hortikultura. Kebanyakan dari protein kristal tersebut lebih ramah lingkungan karena mempunyai target yang spesifik sehingga tidak mematikan serangga bukan sasaran dan mudah terurai sehingga tidak menumpuk dan mencemari lingkungan.

http://id.wikipedia.org/wiki/Bacillus_thuringiensis

I.2.14.2 Staphylococcus aureus Staphylococcus aureus (S. aureus) adalah bakteri gram positif yang menghasilkan pigmen kuning, bersifat aerob fakultatif, tidak menghasilkan spora dan tidak motil, umumnya tumbuh berpasangan maupun berkelompok, dengan diameter sekitar 0,8-1,0 m.[1][2] S. aureus tumbuh dengan optimum pada suhu 37oC dengan waktu pembelahan 0,47 jam. [3] S. aureus merupakan mikroflora normal manusia[3]. Bakteri ini biasanya terdapat pada saluran pernapasan atas dan kulit[1][4]. Keberadaan S. aureus pada saluran pernapasan atas dan kulit pada individu jarang menyebabkan penyakit, individu sehat biasanya hanya berperan sebagai karier [1]. Infeksi serius akan terjadi ketika resistensi inang melemah karena adanya perubahan hormon; adanya penyakit, luka, atau perlakuan menggunakan steroid atau obat lain yang memengaruhi imunitas sehingga terjadi pelemahan inang[1].

http://www.google.co.id/imgres?q=Staphylococcus+aureus&hl=id&sa=X&noj=1&tbm=isch &prmd=imvns&tbnid=s7VxNlkWSDRdM:&imgrefurl=http://www.healthhype.com/staphylococcusaureus.html&docid=2WHW_O7IFN70iM&imgurl=http://www.healthhype.com/wpcontent/uploads/staphylococcus_aureus_electron_microscope.jpg&w=700&h=475&ei=4qhM T8LjNqrAiQeUjr1y&zoom=1&biw=1366&bih=703

I.2.14.3

Pseudomonas putida Pseudomonas putida merupakan bakteri gram negatif yang berbentuk batang, memiliki flagela sebagai alat geraknya. Bakteri ini biasanya ditemukan di

habitat tanah dan air yang terdapat oksigen. Tumbuh optimal pada 25C - 30C dan dapat dengan mudah diisolasi.

(http://ratihkuspriyadani.blogspot.com/) Gambar I.25 - Sel Pseudomonas putida Pseudomonas putida memiliki metabolisme aerobik yang sangat beragam yang mampu mendegradasi pelarut organik (seperti: toluena) dan juga untuk mengkonversi minyak stirena untuk Polyhydroxyalkanoates plastik biodegradable (PHA). Bakteri ini membantu menurunkan busa polystyrene yang dianggap nonbiodegradable. Pseudomonas putida signifikan pada lingkungan karena

metabolismenya yang kompleks dan kemampuan bakteri ini untuk mengendalikan polusi. Beberapa tekanan lingkungan yang disebabkan oleh benzena, xilena, dan toluena, komponen utama dari bensin dan merupakan sumber utama kontaminasi air. Pseudomonas putida dapat menurunkan hidrokarbon dari pelarut organik melalui reaksi oksidatif sehingga menempatkan Pseudomonas putida sebagai salah satu yang paling penting mikroba dalam bioremediasi. (http://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Pseudomonas_putida)