Pengertian dan Struktur, Reproduksi Bakteri Serta Pengaruh Terhadap Kesehatan Manusia
Bakteri – adalah organisme mikroskopis bersel tunggal yang tumbuh subur di lingkungan yang beragam. Organisme ini dapat hidup di tanah, laut dan di dalam usus manusia.
Hubungan manusia dengan bakteri sangat kompleks. Terkadang bakteri membantu kita, seperti dengan mengental susu ke dalam yogurt atau membantu pencernaan kita. Dalam kasus lain, bakteri bersifat merusak, menyebabkan penyakit seperti pneumonia dan Staphylococcus aureus yang resisten methicillin (MRSA).
Struktur Bakteri
Bakteri (tunggal: bakteri) diklasifikasikan sebagai prokariota, yang merupakan organisme bersel tunggal dengan struktur internal sederhana yang tidak memiliki nukleus, dan mengandung DNA yang mengapung bebas dalam massa bengkok seperti benang yang disebut nukleoid, atau secara terpisah, potongan melingkar yang disebut plasmid. Ribosom adalah unit bola dalam sel bakteri tempat protein dikumpulkan dari asam amino individu menggunakan informasi yang dikodekan dalam RNA ribosom.
Sel-sel bakteri umumnya dikelilingi oleh dua penutup pelindung: dinding sel luar dan membran sel dalam. Bakteri tertentu, seperti mikoplasma, tidak memiliki dinding sel sama sekali.
Beberapa bakteri bahkan mungkin memiliki lapisan pelindung terluar ketiga yang disebut kapsul. Ekstensi mirip cambuk sering menutupi permukaan bakteri – yang panjang disebut flagela atau yang pendek yang disebut pili – yang membantu bakteri bergerak dan menempel pada inang.
Klasifikasi Bakteri
Beberapa kriteria berbeda digunakan untuk mengklasifikasikan bakteri. Organisme dapat dibedakan berdasarkan sifat dinding sel mereka, oleh bentuknya, atau oleh perbedaan susunan genetiknya.
Pewarnaan Gram adalah tes yang digunakan untuk mengidentifikasi bakteri dengan komposisi dinding sel mereka, dinamai untuk Hans Christian Gram, yang mengembangkan teknik ini pada tahun 1884. Tes ini menodai bakteri Gram-positif, atau bakteri yang tidak memiliki membran luar.
Bakteri Gram-negatif tidak mengambil noda. Sebagai contoh, Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae), yang menyebabkan pneumonia, adalah bakteri Gram-positif, tetapi Escherichia coli (E. coli) dan Vibrio cholerae, yang menyebabkan kolera, adalah bakteri Gram-negatif.
Ada tiga bentuk dasar bakteri: Bakteri bundar yang disebut cocci (singular: coccus), silinder, yang berbentuk kapsul yang dikenal sebagai basil (singular: bacillus); dan bakteri spiral, tepat disebut spirilla (tunggal: spirillum).
Bentuk dan konfigurasi bakteri sering tercermin dalam namanya. Misalnya, Lactobacillus acidophilus yang mengental susu adalah basil, dan S. pneumonia yang menyebabkan pneumonia adalah rantai kokus. Beberapa bakteri mengambil bentuk lain, seperti tangkai, bujur sangkar, atau bintang.
Reproduksi Bakteri
Kebanyakan bakteri berkembang biak dengan proses yang disebut pembelahan biner, menurut Fakultas Pertanian dan Ilmu Hayati Universitas Cornell. Dalam proses ini, sel bakteri tunggal, yang disebut “induk”, membuat salinan DNA-nya dan tumbuh lebih besar dengan menggandakan konten selulernya. Sel kemudian membelah, mendorong materi hasil duplikasi dan membuat dua sel “anak” yang identik.
Beberapa spesies bakteri, seperti cyanobacteria dan firmicutes, berkembang biak melalui tunas. Dalam hal ini, sel anak tumbuh sebagai cabang induk. Dimulai sebagai nub kecil, tumbuh sampai seukuran dengan induknya, dan berpisah.
DNA yang ditemukan pada orang tua dan anak setelah pembelahan biner atau tunas persis sama. Oleh karena itu, sel-sel bakteri memperkenalkan variasi ke dalam materi genetik mereka dengan mengintegrasikan DNA tambahan, sering dari lingkungan mereka, ke dalam genom mereka.
Ini dikenal sebagai transfer gen horizontal; variasi genetik yang dihasilkan memastikan bahwa bakteri dapat beradaptasi dan bertahan hidup ketika lingkungan mereka berubah.
Ada tiga cara transfer gen horizontal terjadi: transformasi, transduksi dan konjugasi.
Transformasi adalah proses paling umum dari transfer gen horizontal dan terjadi ketika fragmen DNA pendek dipertukarkan antara donor dan penerima. Transduksi, yang biasanya hanya terjadi di antara bakteri yang terkait erat, membutuhkan donor dan penerima untuk mentransfer DNA dengan berbagi reseptor permukaan sel.
Konjugasi membutuhkan kontak fisik antara dinding sel bakteri; transfer DNA dari sel donor ke penerima. Melalui konjugasi, sel bakteri dapat mentransfer DNA ke sel eukariotik (organisme multi-sel). Bantu konjugasi dalam penyebaran gen resistensi antibiotik.
Bakteri dalam kesehatan manusia dan penyakit
Bakteri dapat bermanfaat dan juga merugikan kesehatan manusia. Bakteri komensal, atau “ramah”, berbagi ruang dan sumber daya dalam tubuh kita dan cenderung membantu. Ada sekitar 10 kali lebih banyak sel mikroba daripada sel manusia di tubuh kita; jumlah tertinggi spesies mikroba ditemukan di usus, menurut artikel mikrobiologi David A. Relman 2012 di Nature.
Usus manusia adalah tempat yang nyaman bagi bakteri, dengan banyak nutrisi tersedia untuk makanan mereka. Dalam sebuah artikel tinjauan tahun 2014 yang diterbitkan dalam American Journal of Gastroenterology, para penulis menyebutkan bahwa bakteri usus dan mikroorganisme lain, seperti strain E.coli dan Streptococcus yang membantu, membantu pencernaan, mencegah kolonisasi oleh patogen berbahaya, dan membantu mengembangkan sistem kekebalan.
Selain itu, gangguan bakteri usus telah dikaitkan dengan kondisi penyakit tertentu. Misalnya, pasien dengan penyakit Crohn memiliki respon imun yang meningkat terhadap bakteri usus, menurut sebuah tinjauan tahun 2003 yang diterbitkan dalam jurnal The Lancet.
Bakteri lain dapat menyebabkan infeksi. Beberapa bakteri – mulai dari yang disebut grup A Streptococcus, Clostridium perfringens (C. perfringens), E. coli dan S. aureus dapat menyebabkan infeksi jaringan lunak yang jarang tetapi parah yang disebut necrotizing fasciitis (kadang-kadang disebut bakteri pemakan daging).
Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC), infeksi ini mempengaruhi jaringan di sekitar otot, saraf, lemak dan pembuluh darah; itu bisa diobati, terutama ketika ditangkap dini.
Resistensi antibiotik
Antibiotik biasanya digunakan untuk mengobati infeksi bakteri. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, penggunaan antibiotik yang tidak tepat dan tidak perlu telah mendorong penyebaran beberapa jenis bakteri yang resisten terhadap antibiotik.
Dalam kasus resistensi antibiotik, bakteri menular tidak lagi rentan terhadap antibiotik yang sebelumnya efektif. Menurut CDC, setidaknya 2 juta orang di AS terinfeksi bakteri resisten antibiotik setiap tahun, yang menyebabkan kematian setidaknya 23.000 orang.
“Hampir semua infeksi yang dapat Anda pikirkan sekarang telah diidentifikasi sebagai dikaitkan dengan beberapa tingkat resistensi,” kata Dr. Christopher Crnich, seorang dokter penyakit menular dan ahli epidemiologi rumah sakit di University of Wisconsin Hospitals dan Madison Veterans Affairs Hospital. “Ada sangat sedikit infeksi yang sekarang kami obati di mana infeksi yang disebabkan oleh bakteri resisten bukan masalah klinis.”
MRSA, misalnya, adalah salah satu strain bakteri resisten antibiotik yang lebih terkenal; itu menolak methicillin dan antibiotik lain yang digunakan untuk mengobati infeksi Staphylococcus, yang diperoleh terutama melalui kontak kulit.
Infeksi MRSA terjadi dalam pengaturan layanan kesehatan seperti rumah sakit dan panti jompo, di mana dapat menyebabkan infeksi pneumonia atau aliran darah.
MRSA juga menyebar di masyarakat, terutama dalam situasi di mana terdapat banyak kulit yang terpapar, kontak fisik lainnya, dan penggunaan peralatan bersama – misalnya, di antara para atlet, di salon tato, dan di fasilitas penitipan anak dan sekolah. MRSA yang didapat dari komunitas paling sering menyebabkan infeksi kulit yang serius.
Sisi penting dalam memerangi resistensi antibiotik adalah berhati-hati dalam penggunaannya. “Sangat penting bagi kita untuk menggunakan antibiotik secara cerdas,” Crnich mengatakan kepada LiveScience. “Anda hanya ingin menggunakan antibiotik ketika Anda memiliki infeksi bakteri yang jelas.”