Prokariota memiliki ciri-ciri selnya tidak memiliki nukleus, materi genetiknya terkonsentrasi pada suatu daerah yang disebut nukleoid, tetapi tidak ada membran yang memisahkan daerah ini dari bagian sel lainnya.
 |
| Preparat biakan bakteri |
Nukleus atau inti sel organisme ini hanya berupa satu molekul ADN tanpa membran, disebut nukleoid. Sebagian besar prokariotik merupakan organisme uniseluler (bersel tunggal). Namun, beberapa jenis hidup dalam agregat atau kumpulan sementara, yang terdiri dari dua kelompok sel atau lebih. Ada pula yang memiliki bentuk koloni sejati yang merupakan kumpulan tetap sel-sel yang identik.
Sedangkan, pada eukariota memiliki nukleus sejati yang dibungkus oleh selubung nukleus, seluruh daerah di antara nukleus dan membran yang membatasi sel disebut sitoplasma. Didalamnya terletak organel-organel sel yang mempunyai bentuk dan fungsi terspesialisasi yang sebagian organel tersebut tidak ditemukan pada prokariotik. Flagel pada eukariotik lebih lebar sedangkan pada prokariotik memiliki flagell sepersepuluh flagel eukariotik.
Organisasi seluler dan genetik prokariota berbeda secara mendasar dari organisme eukariota, prokariota memiliki genom yang lebih kecil dan lebih sederhana, kurang lebih prokariota memiliki genom seperseribu DNA eukariota.
Membran prokariota telah mengalami spesialisasi, yakni adanya lipatan-lipatan ke arah dalam oleh membran plasma hasil sisa krista-krista mitokondria yang berfungsi dalam respirasi seluler prokariota aerobik. Genom prokariota hanya sebuah molekul DNA sirkular untai ganda, sedangkan eukariota memiliki molekul DNA linear yang berasosiasi dengan protein.
1. Struktur, bentuk, dan ukuran tubuh bakteri
Bakteri memiliki bentuk sel yang bervariasi, bulat (coccus), batang (bacillus) dan lengkung (vibrio, coma atau spiral). Umumnya sel bakteri yang berbentuk bulat berdiameter sekitar 0,7 - 1,3 mikron.
Sedangkan sel bakteri berbentuk batang lebarnya sekitas 0,2 - 2,0 mikron dan panjangnya 0,7 - 3,7 mikron.
Bagian tubuh bakteri pada umumnya dapat dibagi atas 3 bagian yaitu dinding sel, protoplasma (di dalamnya terdapat membran sel, mesosom, lisosom, DNA, endospora), dan bagian yang terdapat di luar dinding sel seperti kapsul, flagel, pilus.
Di antara bagian-bagian tersebut ada yang selalu didapatkan pada sel bakteri, yaitu membran sel, ribosom dan DNA. Bagian-bagian ini disebut sebagai invarian.
Sedangkan bagian-bagian yang tidak selalu ada pada setiap sel bakteri, misalnya dinding sel, flagel, pilus, dan kapsul. Bagian-bagian ini disebut varian.
Prokariotik umumnya tidak berklorofil, hidup bebas atau sebagai parasit. Contohnya adalah bakteri. Bakteri adalah organisme hete rotrof, artinya tidak mampu menyusun makanan sen diri. Ini isebabkan karena bakteri tidak memiliki khlorofil. Bakteri hidup sebagai saprofit atau parasit.
Bakteri yang hidup sebagai saprofit memanfaatkan sisa-sisa tumbuhan atau hewan sebagai substrat atau sumber kebutuhan hidupnya. Dalam hal ini, bakteri berfungsi sebagai pengurai yang membersihkan sisa-sisa makhluk hidup. Sementara sebagai parasit, bakteri dapat menimbulkan penyakit bagi inangnya, baik berupa tumbuhan, hewan, maupun manusia.
Susunan bagian-bagian utama sel bakteri, dijelaskan sebagai berikut.
a. Membran sel
Membran sel merupakan selaput yang membungkus sitoplasma beserta isinya, terletak di sebelah dalam dinding sel, tetapi tidak terikat erat dengan dinding sel. Bagi membran sel sangat vital, bagian ini merupakan batas antara bagian dalam sel dengan lingkungannya.
Jika membran sel pecah atau rusak, maka sel bakteri akan mati. Membran sel terdiri atas dua lapis molekul fosfolipid. Pada lapisan fosfo-lipid ini terdapat senyawa protein dan karbohidrat dengan
kadar berbeda-beda pada berbagai sel bakteri.
b. Ribosom
Ribosom merupakan bagian sel yang berfungsi sebagai tempat sintesa protein. Bentuknya berupa butir-butir kecil dan tidak diselubungi membran. Ribosom tersusun atas protein dan RNA.
c. DNA (Deoxyribonucleic Acid)
DNA merupakan materi genetik, terdapat dalam sitoplasma. DNA bakteri berupa benang sirkuler (melingkar).
DNA bakteri berfungi sebagai pengendali sintesis protein bakteri dan pembawa sifat.
DNA bakteri terdapat pada bagian menyerupai inti yang disebut nukleoid.
Bagian ini tidak memiliki membran sebagaimana inti sel eukariotik.
d. Dinding sel
Dinding sel bakteri tersusun atas makromolekul peptidoglikan yang terdiri dari monomer-monomer
tetrapeptidaglikan (polisakarida dan asam amino). Berdasarkan susunan kimia dinding selnya, bakteri
dibedakan atas bakteri gram-positif dan bakteri gramnegatif. Susunan kimia dinding sel bakteri gram-negatif lebih rumit daripada bakteri gram-positif.
Dinding sel bakteri grampositif hanya tersusun atas satu lapis peptidoglikan yang relatif tebal, sedangkan dinding sel bakteri gram-negatif terdiri atas dua lapisan. Lapisan luar tersusun atas protein
dan polisakarida, lapisan dalamnya tersusun atas peptidoglikan yang lebih tipis dibanding lapisan peptidoglikan pada bakteri gram-positif.
Dinding sel bakteri berfungsi untuk memberi bentuk sel, memberi kekuatan, melindungi sel dan menyelenggarakan pertukaran zat antara sel dengan lingkungannya.
e. Flagel
Flagel merupakan alat gerak bagi bakteri, meskipun tidak semua gerakan bakteri disebabkan oleh flagel. Flagel berpangkal pada protoplas, tersusun atas senyawa protein yang disebut flagelin, sedikit
karbohidrat dan pada beberapa bakteri mengandung lipid. Jumlah dan letak flagel pada berbagai jenis bakteri bervariasi. Jumlahnya bisa satu, dua, atau lebih, dan letaknya dapat di ujung, sisi, atau pada
seluruh permukaan sel. Jumlah dan letak flagel dijadikan salah satu dasar penggolongan bakteri.
f. Pilus
Pada permukaan sel bakteri gram-negatif seringkali terdapat banyak bagian seperti benang pendek yang disebut pilus atau fimbria (jamak dari pilus). Pilus merupakan alat lekat sel bakteri dengan sel
bakteri lain atau dengan bahan-bahan padat lain, misalnya makanan sel bakteri.
g. Kapsul
Kapsul merupakan lapisan lendir yang menyelubungi dinding sel bakteri. Pada umumnya kapsul tersusun atas senyawa polisakarida, polipeptida atau protein-polisakarida (glikoprotein). Kapsul berfungsi untuk perlindungan diri terhadap antibodi yang dihasilkan sel inang. Oleh karenanya
kapsul hanya didapatkan pada bakteri pathogen.
Adanya kapsul memungkinkan organisme prokariotik menempel pada substratnya dan memberikan perlindungan tambah an berupa peningkatan resistensi atau kekebalan prokariotik patogen pada sistem pertahanan inangnya. Selain itu, kapsul yang bergelatin menyatukan banyak organisme
prokariotik sebagai satu koloni.
h. Endospora
Di antara bakteri ada yang membentuk endospora. Pembentukan endospora merupakan cara bakteri mengatasi keadaan lingkungan yang tidak menguntungkan. Keadaan lingkungan yang tidak menguntungkan antara lain: panas, dingin, kering, tekanan osmosis dan zatkimia tertentu. Jika kondisi lingkungan membaik maka endospora akan tumbuh menjadi sel bakteri. Endospora bakteri
tidak berfungsi sebagai alat perkembangbiakan, tetapi sebagai alat perlindungan diri.
Beberapa kelompok prokariotik mampu hidup di lingkungan yang ekstrim, seperti mata air panas, kawah gunung berapi, atau di lahan gambut. Sedangkan kelompok prokariotik yang lain bersifat kosmopolit, artinya mampu hidup di berbagai kondisi lingkungan.
Sebagian besar prokariotik memiliki diameter dalam kisaran 1-5 μm, lebih kecil dibandingkan sel-sel eukariotik yang sebagian besar ber ukuran 10-100 μm. Secara umum, prokariotik berkembangbiak secara vegetatif atau aseksual dengan cara membelah diri.
Reproduksi Organisme Prokariotik
Organisme prokariotik hanya berkembang biak (bereproduksi) secara aseksual melalui pembelahan sel, yang disebut pembelahan biner (binary fission). Dalam pembelahan ini, ADN disintesis secara
terus-menerus. Sebuah sel prokariotik tunggal dalam lingkungan yang sesuai akan menjadi suatu koloni akibat pembelahan berulang-ulang.
 |
| Pembelahan Sel Biner pada Bakteri |
Waktu generasi yang pendek memungkinkan populasi prokariotik dapat menyesuaikan diri dengan keadaan lingkungan secara cepat. Dalam suatu lingkungan dengan sumberdaya yang memadai, satu sel akan membelah menjadi 2 sel. Kedua sel akan membelah menghasilkan 4 sel, kemudian 8 sel, 16 sel, dan seterusnya.
Beberapa spesies dapat membelah dalam waktu 20 menit, ada juga yang mampu membelah pada kisaran waktu 1 sampai 3 jam. Jika pembelahan ini berlanjut terus, dalam 24 jam akan terbentuk koloni prokariotik dengan massa 1 juta kilogram.
Namun, pertumbuhan organisme prokariotik di alam umumnya melambat pada titik tertentu, yaitu ketika koloni kehabisan nutrien atau ketika koloni tersebut meracuni diri sendiri dengan penumpukan buangan hasil metabolisme.
Dalam pembelahan biner ini, materi genetik hasil pembelahan sama dengan materi genetik induknya.
Walaupun organisme prokariotik bereproduksi secara aseksual, namun beberapa bakteri dapat
melakukan beberapa cara untuk merekombinasi materi genetiknya. Cara rekombinasi materi genetik tersebut adalah transformasi, konjugasi, dan transduksi.
Transformasi berarti pengambilan gen dari lingkungan sekitar, yang memungkinkan terjadinya perpindahan materi genetik antar prokariotik.
 |
| Transformasi Bakteri |
Konjugasi artinya pemindahan gen-gen secara langsung dari prokariotik satu ke prokariotik lainnya.
 |
| Konjugasi Bakteri |
Sedangkan
Transduksi adalah pemindahan gen antarprokariotik dengan bantuan virus.
 |
| Transduksi Bakteri |
Beberapa organisme prokariotik membentuk sel-sel endospora yang tahan terhadap kondisi yang tidak menguntungkan.
Sel awal akan mereplikasi kromosomnya dan satu salinannya diselubungi dinding yang kuat. Walaupun sel bagian luar hancur akibat keadaan lingkungan, endospora yang dikandungnya akan
bertahan hidup. Air mendidih tidak cukup panas untuk membunuh sebagian besar endospora dalam jangka waktu yang relatif singkat.
Orang yang mengalengkan makanan harus melakukan tindakan yang tepat untuk mengatasi endospora yang berbahaya ini. Di laboratorium, para ahli mikrobiologi menggunakan autoklaf untuk mensterilkan media, gelas, dan peralatan lain di laboratorium.
Autoklaf merupakan wadah pemanas dengan tekanan tinggi yang dapat membunuh bakteri bahkan
endospora dengan cara memanaskannya sampai suhu 120 OC. Dalam lingkungan yang normal, endospora dapat bertahan hingga berabad-abad.
Jika ditempatkan pada lingkungan yang sesuai, endospora akanmenga lami hidrasi dan hidup kembali untuk menghasilkan koloni.
Organisme prokariotik memiliki jenis yang sangat banyak sehingga untuk mempermudah pempelajarinya, diperlukan pengelompokan (klasifikasi). Karena perkembangan teknologi dan penemuan fakta- fakta terbaru, klasifikasi organisme prokariotik beberapa kali mengalami perubahan.
Namun demikian, kelompok-kelompok organisme tersebut pada hakekatnya tetap, yaitu secara struktural merupakan organisme prokariotik.
Pengelompokan Organisme Prokariotik
Dalam sistem klasifi kasi tradisional lima kingdom, organisme prokariotik menyusun Kingdom Monera, sedangkan organisme eukariotik menyusun empat kingdom lainnya, yaitu Protista, Plantae, Fungi, dan Animalia.
Berdasarkan analisis molekuler, Monera dibagi ke dalam dua filum, yaitu Archaebacteria dan Eubacteria. Pada klasifi kasi yang sekarang, ke dua filum tersebut telah diangkat menjadi dua domain tersendiri, yaitu Domain Archaea dan Domain Bacteria.
Terlepas dari perubahan kedudukandalam kategori taksonomi nya, kedua kelompok tersebut tetap merupakan kelompok prokariotik seperti pembagiannya dalam Dunia Monera.