BAGAIMANA BAKTERI BERKEMBANG BIAK? REPRODUKSI ASEKSUAL DAN SEKSUAL - BIOLOGI - 2025

Bakteri berkembang biak terutama dengan jalur aseksual seperti pembelahan biner, yang merupakan proses di mana sel membelah menjadi dua sel identik yang lebih kecil. Namun, mikroorganisme ini juga menunjukkan jenis reproduksi seksual melalui proses yang disebut "konjugasi".

Mengenai reproduksi aseksual, pembelahan biner lebih dominan, tetapi terdapat laporan tentang pola pembagian yang "tidak biasa" atau "alternatif" dalam kelompok organisme uniseluler ini, seperti tunas, divisi ganda, dan pembentukan keturunan "intraseluler". untuk beberapa nama.

Skema sel prokarion (Sumber: Gambar vektor ini sepenuhnya dibuat oleh Ali Zifan melalui Wikimedia Commons)

Sebelum mempelajari mekanisme reproduksi yang berbeda pada bakteri, sangatlah penting untuk mengingat informasi penting untuk memahami beberapa aspek dari proses biologis ini.

Karakteristik umum bakteri

Bakteri adalah organisme prokariotik, yaitu materi genetiknya tidak tertutup dalam struktur membran yang dikenal sebagai "nukleus", yang memang ada pada eukariota.

Ini adalah kelompok yang sangat sukses dan beragam, terdiri dari organisme bersel tunggal, meskipun beberapa dapat membentuk koloni dan filamen. Mereka ditemukan di hampir semua ekosistem di seluruh biosfer dan sangat penting bagi banyak proses biologis yang melekat pada makhluk hidup multiseluler.

Sel bakteri adalah sel kecil (diameter tidak lebih dari beberapa mikron) terutama dibandingkan dengan sel eukariotik. Sitosolnya jauh lebih "sederhana" daripada sitosol sel hewan atau tumbuhan, misalnya, karena tidak ada organel membran.

Di dalamnya terdapat sejumlah besar ribosom, butiran penyimpanan zat yang berbeda, protein dari berbagai jenis dan kromosom yang besar, melingkar dan superkoil, serta molekul DNA ekstra-kromosom kecil yang dikenal sebagai "plasmid".

Lapisan sel bakteri sangat khusus, karena terdiri dari polimer kompleks yang disebut "peptidoglikan", yang terdiri dari gula amino yang dihubungkan dengan polipeptida. Karakteristik dinding dan membran plasma organisme ini digunakan untuk klasifikasi mereka.

Beberapa bakteri juga ditutupi oleh "kapsul" yang mengelilingi dinding selnya dan memiliki fungsi pelindung. Bakteri lain bergerak dan memiliki struktur khusus yang menonjol dari permukaannya, seperti silia dan flagela.

Karena tidak semua bakteri dapat ditumbuhkan secara in vitro di laboratorium, informasi yang dikelola komunitas ilmiah mengenai metabolisme, reproduksi, morfologi, dan karakteristik umumnya sangat bergantung pada data yang diperoleh dari penelitian yang dilakukan dengan spesies model.

Reproduksi bakteri aseksual

Reproduksi aseksual terdiri dari pembentukan klon dari individu yang berfungsi sebagai “ibu”. Tidak seperti reproduksi seksual, proses ini hanya membutuhkan satu sel yang menggandakan komponen internalnya dan membelah menjadi dua sel anak yang sama, misalnya.

- Pembelahan biner

Juga dikenal sebagai "bipartisi", pembelahan biner adalah bentuk utama reproduksi sebagian besar bakteri di alam. Dalam proses ini, sel yang membelah melakukannya sedemikian rupa sehingga menghasilkan dua sel yang lebih kecil yang identik secara genetik, dan sel awal "menghilang".

Sebuah sel yang membelah harus melalui proses "persiapan" sebelumnya, yang melaluinya menggandakan isi internalnya (kromosom, protein, ribosom, dll.) Dan meningkatkan kandungan sitosolnya hingga hampir dua kali lipat.

Pembelahan biner (Sumber: Binary_fission.svg: Ditarik oleh w: Pengguna: JWSchmidt (w: Gambar: Binary fission.png); vektorisasi oleh w: Pengguna: JTojnarderivatif karya: Ortisa melalui Wikimedia Commons)

Dua salinan kromosom bakteri disekresikan ke kedua kutub sel yang membelah, serta beberapa bahan internal yang telah diduplikasi. Setelah ini "septum" terbentuk di tempat tertentu di dalam sel yang disebut "situs pembelahan".

Septum terdiri dari invaginasi "sentripetal" dari membran sitoplasma, yang mendahului sintesis dinding sel baru dan pemisahan dua sel anak.

- Reproduksi aseksual yang "tidak biasa"

Proses reproduksi aseksual tidak sama pada semua kelompok bakteri. Seperti disebutkan di awal, beberapa spesies dicirikan oleh tunas, yang lain dengan banyak divisi, dengan pembentukan keturunan intraseluler, dll.

Pembentukan beberapa keturunan intraseluler

Banyak garis keturunan bakteri yang termasuk dalam kelompok bakteri gram positif dengan kandungan GC rendah (Firmicutes) berkembang biak secara aseksual melalui proses yang menyiratkan bahwa banyak endospora (juga dorman) atau besar jumlah keturunan aktif.

Untuk banyak garis keturunan, pembentukan "keturunan intraseluler multipel" ini merupakan alat reproduksi utama, sehingga pembelahan biner dapat terjadi jarang atau tidak terjadi sama sekali.

Hal berkuntum

Budding pada bakteri telah diamati pada cyanobacteria, firmicutes, dan planctomycetes, serta pada beberapa proteobacteria.

Representasi skematis dari proses ini (sedikit dipelajari dan diketahui di antara bakteri) menggambarkan bagaimana bakteri yang bereproduksi secara aseksual dengan cara ini melepaskan "fraksi" atau "kuning telur" dari tubuh sel mereka, sebuah fraksi yang jauh lebih kecil daripada sel "induk" yang menghasilkannya dan mungkin tidak mengandung semua komponen sitosol dari komponen tersebut.

Produksi baeosit di beberapa cyanobacteria

Beberapa cyanobacteria, seperti genus Stanieria, tidak pernah berkembang biak dengan pembelahan biner; sebaliknya, mereka membelah dengan proses yang dimulai dengan sel kecil yang disebut baeosit.

Baeosit semakin bertambah ukurannya, dan seiring dengan itu, DNA kromosom bereplikasi berkali-kali secara berurutan. Ketika baeosit memasuki fase pembelahan sitoplasma, ia menghasilkan sejumlah besar baeosit kecil baru, yang dilepaskan dengan memecahkan selubung luar dari "ibu" baeosit.

Proses ini juga dikenal pada spesies lain sebagai fragmentasi.

Reproduksi bakteri "seksual"

Reproduksi seksual, seperti yang kita ketahui, terdiri dari fusi dua sel kelamin khusus yang disebut "gamet", di mana dua individu bertukar informasi genetik dan menghasilkan keturunan dengan gen yang dihasilkan dari kombinasi keduanya.

Meskipun gamet atau sel kelamin khusus tidak diproduksi dalam bakteri, terkadang dua sel yang berbeda saling bertukar materi genetik, yang dapat terjadi melalui tiga proses berbeda:

- Transformasi

- Transduksi

- Konjugasi

Meskipun tidak melibatkan produksi sel baru atau sel berbeda, transformasi adalah peristiwa di mana bakteri dapat memperoleh fragmen DNA dari bakteri lain yang telah melepaskannya ke lingkungan tempat mereka hidup atau yang telah mati dan hancur.

Transduksi, di sisi lain, berkaitan dengan kombinasi DNA bakteri (dari bakteri yang berbeda) berkat partisipasi fag, yaitu virus yang menyerang bakteri.

Terakhir, konjugasi, yang juga tidak dicirikan oleh produksi individu baru, adalah transfer langsung materi genetik dari satu sel ke sel lain melalui struktur khusus yang dikenal sebagai “pili seksual”.

Konjugasi bakteri (Sumber: karya turunan: Franciscosp2 (talk) Bacterial_Conjugation_en.png: Mike Jones melalui Wikimedia Commons)

Proses terakhir ini membutuhkan kontak fisik antara dua sel dan, menurut penelitian yang dilakukan pada model organisme E. coli, terdapat sel donor “jantan” dan sel reseptor “betina”.

Secara umum yang didonasikan dan diterima adalah molekul DNA plasmid yang mengandung informasi genetik yang berguna.

Referensi

1. Angert, ER (2005). Alternatif untuk pembelahan biner pada bakteri. Ulasan Alam Mikrobiologi, 3 (3), 214.
2. Helmstetter, CE (1969). Urutan reproduksi bakteri. Review Tahunan Mikrobiologi, 23 (1), 223-238.
3. Lutkenhaus, J., & Addinall, SG (1997). Pembelahan sel bakteri dan cincin Z. Ulasan tahunan biokimia, 66 (1), 93-116.
4. Prescott, H., & Harley, JP Klein 2002. Mikrobiologi.
5. Scheffers, DJ (2001). Reproduksi dan Pertumbuhan Bakteri. eLS.
6. Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biology (edisi ke-9). Brooks / Cole, Cengage Belajar: USA.