Berdasarkan Pewarnaan Gram, bakteri diklasifikasikan ke dalam 2 (dua) kelompok besar yaitu: Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif (Gambar 37). Perbedaan utama di antara keduanya adalah struktur dan komposisi dinding selnya. Bakteri Gram Positif mampu mempertahankan zat warna utama dalam pewarnaan Gram, yaitu Gentian Violet (ungu kristal iodium), sehingga nampak berwarna ungu saat pengamatan dikarenakan dinding sel kelompok bakteri ini tersusun oleh sebagian besar Peptidoglikan, yang mampu mengikat zat warna dan tidak rusak saat dicuci dengan alkohol. Sementara itu, bakteri Gram negatif memiliki komposisi dinding sel yang sebagian besar tersusun dari lapisan lipid, sehingga pada saat pewarnaan kurang dapat mempertahankan zat warna utama terutama saat dicuci dengan alkohol (lipid rusak saat dicuci dengan alkohol), akibatnya kelompok bakteri ini memberikan kenampakan warna merah (warna dari zat warna ke dua: safranin atau air fuchsin) di akhir kegiatan pewarnaan Gram. Contoh dari bakteri gram positif ialah Clostridium perfringens, Staphylococcus aureas, Neisseria gonnorrhoaeae, Treponema pallidum, Vibrio cholerae dan Bacillus subtilis sedangkan bakteri gram negatif misalnya adalah Streptococcus mutans, Staphylococcus aureus dan Eschericia coli. Beberapa bakteri tidak terwarnai dengan pewarnaan gram, misalnya Mycobacterium sp, karena dinding selnya mengandung banyak lipid, sehingga digunakan pewarnaan tahan asam untuk mengidentifikasinya. Pada pewarnaan tersebut sel bakteri akan berwarna merah tetapi sel jaringan akan berwarna hijau.
Gambar 37. Perbedaan Bakteri Gram positif (a) dan Bakteri Gram negatif (b)
Adapun perbedaan bakteri gram positif dan negatif lebih jelasya bisa kita simpulkan berikut ini:
Bakteri Gram Negatif mempunyai sistem membran yang ganda dengan membran plasma bakteri dilindungi membran luar permeabel, bakteri negatif juga memiliki dinding sel peptidoglikan di antara membran luar dan membran dalam. Sementara bakteri gram positif hanya memiliki membran plasma yang tunggal dengan dikelilingi oleh dinding sel yang tebal dari peptidoglikan. Hampir 90% dinding sel bakteri gram positif ini tersusun dari peptidoglikan.
Komposisi dinding sel gram negatif terdiri dari kandungan lipid yang tinggi, berbeda dengan komposisi dinding sel bakteri gram positif yang mengandung lipid rendah.
- Ketahanan terhadap antibiotik
Sifat ketahanan terhadap antibiotik untuk bakteri gram negatif sendiri lebih kuat atau tahan, berbeda dengan ketahanan bakteri gram positif yang rentan terhadap penisilin atau antibiotik.
- Ketahanan terhadap perlakuan fisik
Bakteri gram negatif memiliki sifat yang kurang tahan terhadap perlakuan fisik, berbeda dengan bakteri gram positif yang lebih tahan terhadap perlakuan fisik.
Zat warna yang digunakan dalam pewarnaan bersifat basa dan asam. Pada zat warna basa bagian yang berperan dalam memberikan warna disebut disebut kromofor dan memiliki muatan positif. Sebaliknya, pada zat warna asam bagian yang berperan memberikan zat warna mempunyai muatan negatif zat warna basa lebih banyak digunakan karena muatan negatif banyak ditemukan di dinding sel, membran sel dan sitoplasma, sewaktu proses pewarnaan muatan positif pada zat warna basa akan berkaitan dengan muatan negatif dalam sel, sehingga mikroorganisme lebih jelas terlihat. Zat warna asam yang bermuatan negatif lazimnya tidak digunakan untuk mewarnai mikroorganisme, namun biasanya dimanfaatkan untuk mewarnai latar belakang sediaan pewarnaan. Zat warna asam yang bermuatan negatif ini tidak dapat berkaitan dengan muatan negatif yang terdapat pada struktur sel. Kadangkala zat warna negatif digunakan untuk mewarnai bagian sel yang bermuatan positif, perlu diperhatikan bahwa muatan dan daya ikat zat warna terhadap struktur sel dapat berubah bergantung pada pH sekitarnya sewaktu proses pewarnaan. Seri reagen yang digunakan dalam Teknik Pewarnaan Gram meliputi: Zat Warna I (Gentian/Crystal Violet), Larutan Iodine, Alkohol, dan Zat Warna II (Safranin/ Air Fuchsin). Adapun ilustrasi kondisi sel bakteri saat pewarnaan Gram tampak seperti pada Gambar 38.
Gambar 38. Kondisi sel bakteri saat pewarnaan Gram
Sekalipun mekanisme yang tepat dari pewarnaan Gram masih belum jelas, diketahui bahwa komposisi dinding sel bakteri Gram-positif berbeda dari bakteri Gram-negatif dan ini diduga berperanan dalam terjadinya reaksi Gram yang berbeda-beda. Boleh jadi dinding sel yang lebih tebal pada bakteri Gram positif menyusut oleh perlakuan alkohol karena terjadinya dehidrasi, menyebabkan pori-pori dinding sel menutup sehingga mencegah larutnya kompleks ungu kristal-iodium pada langkah pemucatan. Di pihak lain, sel-sel Gram negatif mempunyai kandungan lipid yang lebih tinggi pada dinding selnya dan lipid pada umumnya larut dalam alkohol dan aseton. Larutnya lipid oleh pemucat yang digunakan dalam pewarnaan Gram diduga memperbesar pori-pori dinding sel dan inilah yang menyebabkan proses pemucatan pada sel-sel Gram negatif berlangsung lebih cepat. Jadi, terdapat perbedaan yang nyata dalam laju pemucatan antara sel-sel Gram positi dan Gram negatif. Terlepas dari tepat atau tidaknya dugaan tersebut, yang jelas dinding sel itulah yang merupakan penghalang terhadap pemucatan pada sel-sel Gram positif. Pendapat ini didukung oleh kenyataan bahwa berubahnya atau dibuangnya dinding sel bakteri Gram positif menyebabkan organisme tersebut berubah menjadi Gram negatif.
Organisme Gram positif dapat memperlihatkan reaksi Gram negatif bila mengalami pemucatan yang berlebihan. Faktor-faktor lain yang juga dapat menimbulkan keragaman dalam reaksi Gram ialah: (a) pelaksanaan fiksasi panas terhadap olesan; (b) kerapatan sel pada olesan; (c) sifat, konsentrasi, dan jumlah pemucat yang dipakai; dan (e) sejarah biakan. Olesan bakteri yang dipanaskan secara berlebihan akan menyebabkan pecahnya dinding sel. Dalam keadaan demikian maka sel-sel Gram positif akan melepaskan warna primer dan menerima pewarna tandingan. Sebagai pemucat, alkohol 95% bekerja paling lambat, sedangkan aseton paling cepat sehingga pemucat yang paling banyak digunakan ialah campuran alkohol 95% dan aseton (1:1). Namun, bagi taruna yang baru belajar melakukan perwarnaan Gram sebaiknya digunakan pemucat yang bekerja lambat yaitu alkohol 95% untuk memperkecil kemungkinan terjadinya pemucatan yang berlebihan.
Langkah-langkah utama dalam teknik pewarnaan ialah:
- penempatan olesan atau lapisan tipis spesimen, pada kaca objek;
- fiksasi olesan pada kaca objek tersebut dengan pemanasan, yaitu dengan cara melewatkan di atas api beberapa kali, agar mikroorganisme tersebut dapat melekat pada kaca objek;
- diwarnai dengan pewarna tunggal (pewarnaan sederhana) atau serangkaian larutan pewarna (pewarnaan diferensial).
Gram-positif adalah bakteri yang mempertahankan zat warna kristal violet sewaktu proses pewarnaan Gram sehingga akan berwarna biru atau ungu di bawah mikroskop.[1]
Disisi lain, bakteri gram-negatif akan berwarna merah atau merah muda.[1] Perbedaan keduanya didasarkan pada perbedaan struktur dinding sel yang berbeda dan dapat dinyatakan oleh prosedur pewarnaan Gram.[2] Prosedur ini ditemukan pada tahun 1884 oleh ilmuwan Denmark bernama Christian Gram dan merupakan prosedur penting dalam klasifikasi bakteri.[3]
Bakteri gram positif seperti Staphylococcus aureus (bakteri patogen yang umum pada manusia) hanya mempunyai membran plasma tunggal yang dikelilingi dinding sel tebal berupa peptidoglikan.[2] Sekitar 90 persen dari dinding sel tersebut tersusun atas peptidoglikan sedangkan sisanya berupa molekul lain bernama asam teikhoat.[1] Di sisi lain, bakteri gram negatif (seperti E. coli) memiliki sistem membran ganda di mana membran pasmanya diselimuti oleh membran luar permeabel.[2] Bakteri ini mempunyai dinding sel tebal berupa peptidoglikan, yang terletak di antara membran dalam dan membran luarnya.[2]
Berikut ini adalah karakteristik dari bakteri Gram positif dan negatif. Prescott LM, Harley JP, Klein DA. 2002. Microbiology. 5th Ed. Boston: McGraw-Hill.
| Homogen dan tebal (20-80 nm) serta sebagian besar tersusun dari peptidoglikan. Polisakarida lain dan asam teikoat dapat ikut menyusun dinding sel. | Peptidoglikan (2-7 nm) di antara membran dalam dan luar, serta adanya membran luar (7-8 nm tebalnya) yang terdiri dari lipid, protein, dan lipopolisakarida |
| Bulat, batang, atau filamen | Bulat, oval, batang lurus atau melingkar seperti tanda koma, heliks atau filamen; beberapa mempunyai selubung atau kapsul |
| Pembelahan biner | Pembelahan biner, kadang-kadang pertunasan |
| kemoorganoheterotrof | Fototrof, kemolitoautotrof, atau kemoorganoheterotrof |
| Kebanyakan nonmotil, bila motil tipe flagelanya adalah petritrikus (petritrichous) | Motil atau nonmotil. Bentuk flagela dapat bervariasi-polar, lopotrikus (lophtrichous), petritrikus (petritrichous). |
| Biasanya tidak memiliki apendase | Dapat memiliki pili, fimbriae, tangkai |
| Beberapa grup dapat membentuk endspora | Tidak dapat membentuk endospora |
- Peptidoglikan (murein) adalah komponen utama dinding sel bakteri yang bersifat kaku dan bertanggungjawab untuk menjaga integritas sel serta menentukan bentuknya.[4]
- Protoplas adalah sel yang telah dihilangkan dinding selnya dan karena suatu sel hidup di lingkungan hipotonis (lebih encer dibanding sitoplasma sel) maka kecenderungannya air akan masuk ke dalam sel sehingga protoplas yang tidak memiliki perlindungan dinding sel akan pecah.[4]
- Peptdoglikan adalah polisakarida yang terdiri dari dua gula turunan yaitu asam-N-asetil glukosamin serta asam N-asetilmuramat, dan sebuah rantai peptida pendek yang contohnya terdiri dari asam amino l-alanin, d-alanin, d-asam glutamat, dan baik l-lisin atau asam diaminopimelik (DAP).[4]
- DAP adalah asam amino langka yang hanya ditemukan pada dinding sel prokariot.[4]
Untuk keterangan lebih lanjut dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Skema dinding sel bakteri gram positif
Berikut ini adalah klasifikasi dari bakteri Gram positif.
Berikut ini adalah penyakit-penyakit yang dapat ditimbulkan bakteri Gram positif dan negatif.[4]:
| Staphylococcus Streptococcus Enterococcus Listeria Bacillus Clostridium Mycobacterium Propionibacterium Mycoplasma | impetigo, keracunan makanan, bronkitis pneumonia/radang paru, meningitis, karies gigi enteritis listeriosis anthrax tetanus, botulisme difteri tuberkulosis jerawat pneumonia |
| Salmonella Escherichia Shigella Neisseria Bordetella Legionella Pseudomonas Vibrio Campylobacter Helicobacter Haemophilus Treponema Chlamydia | salmonelosis gastroenteritis/radang saluran cerna disentri meningitis, gonorea batuk rejan legionnaires' disease infeksi luka bakar kolera gastroenteritis tukak lambung bronkitis, pneumonia sifilis pneumonia, uretritis, trakoma |
- Bakteri
- Pewarnaan Gram
- Gram-negatif
- Peptidoglikan
- ^ a b c Madigan MT, Martinko JM, Brock TD. 2006. Brock Biology of Microorgnisms. New Jersey: Pearson Prentice Hall.
- ^ a b c d Cooper GM, Hausman RE. 2007. The Cell: A Molecular Approach. 4th ed. Sunderland: Sinauer Associates, Inc.
- ^ Singleton P, Sainsbury D. 2006. Dictionary of Microbiology and Molecular Biology. New Jersey: Wiley Interscience.
- ^ a b c d e Hogg S. 2005. Essential Microbiology. West Sussex: John Wiley & Sons Ltd.
Diperoleh dari "//id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gram-positif&oldid=16985821"