Alpha Proteobacteria

1. Karakteristik
   

Bergey's manual pada tahun 2001 membagi prokariot menjadi 2 Domain yaitu Archaea dan Bakteria. Pada Domain bakteria terdapat Proteobakteria. Proteobakteria berasal dari bahasa Yunani yang berarti memiliki banyak bentuk. Proteobakteria memiliki 5 Kelas yang disusun berdasarkan abjad Yunani. Yaitu Alpha Proteobakteria, Beta Proteobakteria, Gamma Proteobakteria, Delta Proteobakteria, Epsilon Proteobakteria. Proteobakteria merupakan taksonomi terbesar dari bakteria. Proteobakteria merupakan bakteri gram Negatif, dan termasuk Bakteri Kemoheterotrof.

Alpha Proteobacteria merupakan proteobacteria yang dapat tumbuh di lingkungan yang kadar nutrisinya rendah. Beberapa jenis Alpha Proteobacteria memiliki bentuk morfologi yang tidak biasa yaitu membentuk tonjolan keluar seperti bentuk batang atau kuncup disebut Prosthecae. Alpha Proteobacteria termasuk ke dalam bakteri gram Negatif. Karakteristik bakteri gram negative diantaranya:

• Memiliki Cytoplasmic membrane
  
• Lapisan peptidoglikan tipis
  
• Memiliki membran tambahan diluar lapisan peptidoglikan yang dipisahakan oleh spasium periplasmik.
  
• Membran luar terdiri atas Lipopolisakarida (LPS) yang tersusun oleh lipid A, inti polisakarida, antigen O
  
• Terdapat porin di membran luar sebagai pori-pori untuk molekul tertentu.
  
• Memiliki S-layer (Surface layer) yang melekat langsung pada membran luar.
  
• Jika memiliki flagella, maka akan disokong oleh 4 buah cincin.
  
• Tidak memiliki asam teichoic ataupun asam lipoteichoic.
  
• Lipoprotein merekat pada polisakarida.
  
• Kebanyakan tidak mengalami sporulasi.
  

Alpha Proteobacteria juga termasuk ke dalam Bakteri yang memiliki kepentingan dalam hal agricultur, yang dapat memfiksasi N₂ dan bersimbiosis dengan tanaman, dan dapat menjadi patogen bagi Manusia. Di bawah ini akan di bahas tentang Karakteristik (Morfologi Alpha Proteobakteria), Pewarnaan Alpha Proteobakteria, Metabolisme Alpha Proteobakteria, Ekologi dan Habitat Alpha Proteobakteria, interaksi dengan Lingkungan Alpha Proteobakteria, Biokimia Alpha Proteobakteria, Serta Contoh spesies Alpha Proteobakteria

1. Morfologi Alpha Proteobacteria

• Berbentuk Spiral dan Memiliki flagel ex : Phaeospirillum, Rhodovibrio
  
• Berbentuk batang Memiliki flagel, pembelahan dengan Budding ex : Rhodopseudomonas
  
• Berbentuk batang dengan pembelahan Biner ex: Rhodobacter
  
• Bentuk sel bulat telur sampai seperti batang ex : Rhodovulum
  
• Berbentuk oval memiliki flagel, tumbuh dengan Budding dan memiliki Hifa ex : Rhodomicrobium
  
• Berbentuk Bola bersifat asidofilik (pH optimum = 5) ex : Rhodopila
  
• Berbentuk bola bersifat alkalifilik (pH optimum = 9) ex : Rhodobaca
  

1. Pewarnaan
   

Bakteri dapat diklasifikasikan berdasarkan metoda pewarnaan gram menjadi 2 kelompok besar, yaitu bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. Pewarnaan ini membedakan bakteri berdasarkan karakteristik fisik dan kimia dinding sel-nya. Pewarnaan Gram meliputi 3 proses utama, yaitu pengecatan dengan kristal violet, dekolorisasi (penghapusan warna)dengan etil alkohol atau aseton, kemudian counterstaining atau pemberian pewarna kontras menggunaan air fukhsin.

Alpha Proteobacteria termasuk ke dalam Bakteri Gram Negatif. Pada bakteri Gram Negatif memiliki lapisan Peptidoglikan (pada dinding sel luar) yang tipis. Pada pewarnaan kristal violet akan terlarut saat tahap dekolorisasi dengan Alkohol yaitu sel terwarnai oleh pewarna sekunder (safranin) sehingga warna sel menjadi pink atau merah muda. Metode Pewarnaan yang dilakukan: Pewarnaan Differensial yaitu pewarnaan Gram (Membedakan antara Bakteri gram Negatif dan Gram Positif) dan pewarnaan Khusus yaitu pewarnaan flagella (Menentukan bakteri patogenik dan Non patogenik).

bakteri gram negatif

Pada awal pengecatan, semua bakteri akan berwarna ungu, proses dekolorisasi dan pemberian warna kontraslah yang membedakan antara kedua jenis bakteri ini. Bakteri gram positif akan menunjukkan warna ungu karena memiliki lapisan peptidoglikan tebal yang menahan kristal violet selama pengecatan gram.Sedangkan pada bakteri gram negatif akan berwarna merah akibat tipisnya dinding peptidoglikan sehingga kristal violet terbuang selama proses dekolorisasi dan pemberian air fukhsin akan mengecat bakteri gram negatif menjadi merah.

C.Biokimia

Beberapa reaksi terjadi pada oksidasi Nitrogen Anorganik dengan kemolithotrof bakteri Nitrifikasi.

Tahap reaksi :

• Oksidasi Amoniak atau Nitrosifyers
  

ammonia ► hydroxylamine ► nitrite

• Oksidasi Nitrit atau Nitrifying bacteria
  

Nitrit ► nitrat

Kebanyakan bakteri ini merupakan Aerob obligatif yang tumbuh dengan amonia yang tinggi. Membran berasosiasi dengan enzim Nitrifikasi.

D. Ekologi Alpha Proteobacteria

• Melimpah di tanah dan air, yang memiliki kadar amonia yang besar.
  
• berkembang baik terutama di danau dan sungai berasal dari kotoran atau limbah lainnya, karena memiliki kadar amonia yang tinggi.
  
• Bakteri Nitrifikasidapatdigunakan sebagai media garam mineral yang mengandung amonia/Nitrit sebagai donor elektron dan Bikarbonat sebagai sumber karbon.
  
• 
  

E. Habitat

• Hidup di tanah, air tawar, dan air laut
  
• Merupakan bakteri anaerob, dengan menggunakan fermentasi sebagai Metabolisme
  
• Termasuk bakteri bakteri ungu Nonsulfur
  

  - bakteri ini tidak dapat menggunakan sulfida sebagai donor elektron untuk pengurangan CO2 pada sel
  

  - Sulfida digunakan oleh sebagian besar spesies pada bakteri ungu sulfur, kadar sulfida ideal pada bakteri ungu sulfur 1-3 mM
  

  - Sulfida pada Bakteri Ungu Nonsulfur menjadi racun
  

F. Interaksi dengan organisme lain

Macam-macam interaksi pada beberapa Genus Alpha Proteobacteria.

• Simbiosis Mutualisme :
  

- Mendapat Nutrisi dari hasil sekresi tanaman, dan memfiksasi N₂ dari atmosfer

ex : Azospirillum, Nitrobacter, Rhizobium

• Simbiosis Parasitisme :
  
• Mengambil nutrisi dari sebuah inang yang hidup
  

ex : Caulobacter dan Hyphomicrobium

• Menginfeksi sel inang yang biasanya serangga dengan membentuk Endosimbiosis ex : Wolbacia
  
• Merupakan bakteri parasit obligat intraseluler dan pathogen bagi manusia
  

ex : Ricketsia dan ehrlichia

- Merupakan bakteri patogen bagi tanaman ex : Agrobacterium

- Merupakan bakteri patogen bagi Manusia ex : Bartonella dan Brucella

G. Beberapa Genus Alpha Proteobacteria

a. Order: Rhodospirillales

Genus: Azospirillum

b. Order: Rickettsiales

Genus: Rickettsia

Genus: Wolbachia

1. Order: Caulobacterales
   

Genus: Caulobacter

1. Order: Rhizobiales
   

Genus : Hyphomicrobium

Genus: Rhizobium

Genus: Agrobacterium

1. Genus Azospirillum

Merupakan Bakteri yang hidup di tanah tumbuh dan berasosiasi dengan akar tanaman. Peranan Azospirillum : Mendapat Nutrisi dari hasil sekresi tanaman, dan memfiksasi N₂ dari atmosfer. menggunakan nutrisi yang diekskresikan oleh tanaman dan memfiksasi kembali nitrogen dari atmosfer. bentuk fiksasi nitrogen terdapat pada rumput dan tebu, walaupun organisme dapat diisolasi dari sistem akar dari banyak tanaman iklim yang hangat, seperti jagung.

2. Genus Caulobacter dan Hyphomicrobium

Genus Caulobacter memiliki tangkai yang berfungsi untuk meningkatkan serapan hara. Tangkai ini terus-menerus terkena aliran air sehingga dapat meningkat rasio volume sel. Bakteri ini dapat menggunakan Nutrisi yang di eksresikan oleh inang. Ketika konsentrasi nutrisi rendah ukuran dari tangkai akan meningkat. Maka akan menyerap nutrisi dari permukaan.

Pada Genus Hypomicrobium merupakan caulobakteria yang ditemukan di lingkungan air yang berkadar nutrisi rendah.

Baik Genus Caulobacter dan Hyphomicrobium dapat memproduksi Prosthecae.

3. Genus Rhizobium dan Agrobacterium

Genus Rhizobium dan Agrobacterium adalah genus yang memiliki kepentingan agricultur yang menginfeksi akar tanaman polong-polongan seperti kacang tanah dan kacang polong. Kedua genus ini dikenal dengan nama Rhizobia. Rhizobia pada akar akan membentuk nodul di mana rizobia akan bersimbiosis dengan tanaman, mengakibatkan fiksasi nitrogen dari udara untuk digunakan oleh tanaman.

Bagaimana sebenarnya nodula dibentuk ? Infeksi benang masuk dan berpenetrasi ke dalam akar dari sel ke sel. Sel ini terbagi membentuk jaringan nodula

dimana bakteria ini terbagi dan menggandakan diri. Batas pemisah berkembang, lokasi pusat dimana bakteria berada, jaringannya dinamakan zona bakteria yang ditandai dengan nodula dari bakteria yang menyerangnya- jaringan bebas dinamakan korteks nodula. Jaringan nodula tumbuh dalam berbagai ukuran, mendorong dirinya melalui akar dan kemudian muncul sebagai tambahan dalam sistem perakaran. Ukuran dan bentuknya bergantung pada spesies dan tanaman legumnya.

Sedangkan Agrobacterium memiliki kemampuan untuk menyerang tanaman tetapi
tidak membentuk nodul atau memfiksasi N₂ seperti Rhizobium. Salah satu spesiesnya yaitu Agrobacterium tumefaciens
merupakan pathogen bagi tanaman yang menyebabkan penyakit yang disebut Crown gall. Crown merupakan daerah pada tanaman dimana akar dan inti bakteri bersatu. Ketika bakteri ini menyisipkan plasmidnya yang mengandung informasi genetic bakteri ke Kromosom DNA tanaman akan menyebabkan tumor seperti gall. Plasmid adalah vector yang membawa gen baru ke dalam sel dan dinding yang tebal pada tanaman sulit untuk melakukan penetrasi.

4. Genus Bartonella

Genus Bartonella memiliki beberapa anggota yang merupakan pathogen bagi manusia. salah satu spesies yang terkenal adalah Bartonella henselae yang merupakan bakteri gram Negatif berbentuk basilus yang menyebabkan penyakit cat scratch.

5. Genus Brucella

Brucella merupakan bakteri kecil yang non motil bentuknya cocco bacillus. Semua spesies Brucella adalah parasit obligat pada mammalian dan menyebabkan penyakit Brucellosis. Pada dunia medis Brucella merupakan fagositosis, elemen yang penting bagi pertahanan tubuh untuk melawan bakteri.

6. Genus Nitrobacter dan Nitrosomonas

Nitrobacter dan Nitrosomonas termasuk ke dalam bakteri Nitrifikasi yang sangat penting bagi lingkungan dan agricultur. Mereka merupakan bakteri kemoautotrof yang dapat menggunakan materi kimia anorganik sebagai sumber Energi dan Karbondioksida sebagai sumber karbon yang berasal dari sintesis bahan kimia kompleks. Sumber Energi dari Bakteri ini berasal dari reduksi bahan Nitrogen. Spesies Nitrobacter mengoksidasi ammonium (NH₄) menjadi Nitrit (NO₂). Nitrat, berperan penting dalam agricultur merupakan bentuk Nitrogen yang sangat aktif bergerak di tanah sehingga dapat digunakan oleh tanaman.

7. Genus Wolbachia

Wolbachia merupakan Genus bakteri penginfeksi terbesar di dunia meskipun sedikit yang terkenal dari genus ini. Mereka hidup hanya di dalam sel inang, biasanya berupa serangga yang akan membentuk hubungan Endosimbiosis. Jadi wolbacia tidak dapat di deteksi dengan metode biasa.

8. Genus Acetobacter dan Gluconobacter

Acetobacter dan Gluconobacter merupakan bakteri yang penting pada bidang industri. Organisme aerobik yang dapat mengubah etanol menjadi asam asetat.

9. Genus Ricketsia

Ricketsia merupakan parasit obligat intraseluler hanya dapat bereproduksi di dalam sel mamalia. Ricketsia merupakan bakteri gram Negatif dengan bentuk batang atau coccobacillus. Ricketsia masuk ke dalam sel inang melalui fagositosis mereka cepat masuk ke dalam sitoplasma sel dan mulai reproduksi dengan pembelahan Binner. Ricketsia memungkinkan untuk menyebabkan penyakit yang terkenal seperti Spotted fever. Termasuk juga penyakit tifus yang disebabkan oleh spesies Ricketsia prowazekii .

Pada manusia Ricketsia merupakan infeksi yang berbahaya yang menyerang pembuluh kapiler darah.

H. Metabolisme

Metabolisme yang digunakan pada Alpha Proteobacteria adalah kemolithotrop. Kemolithotrop pada Prokariot dapat mengoksidasi bahan Anorganik sebagai donor elektron dan menggunakan CO₂ sebagai sumber karbon.

Beberapa kemolithotrop sulfur merupakan kemolithotrof fakultatif,Beberapa kelompok ada yang tumbuh pada pH netral dan yang lain pada pH asam. Menggunakan Fe + + sebagai donor electron, juga menggunakan bahan anorganik yaitu karbondioksida sebagai donor electron.

DAFTAR PUSTAKA

Martinco, Madigan.2009. Brock Biology Of Microorganism. Pearson International Edition : New York.

Staf Pengajar Fakultas Kedokteran UI. 1994. Buku Ajar Mikrobiologi Kedokteran. Binarupa Aksara : Jakarta.

Tortora, Gerard. 2007. Microbiology An Introduction. Pearson International Edition : New York.

http://www.life.umd.edu/classroom/bsci424/BSCI223WebSiteFiles/AlphaProteobacteria.htm

http://www.merck.com/mmhe/sec17/ch195/ch195a.html. November 2007.

http://www.cdc.gov/ncidod/dvrd/ehrlichia/Treatment/Treatment.htm.

http://pustaka.unpad.ac.id/wp-content/uploads/2009/06/rhizobia_mklh_1.pdf