Rekombinasi genetik pada bakteri mempunyai peranan yang sangat penting pada reproduksi bakteri. Rekombinasi genetic terbagi menjadi 3 macam, yaitu transformasi, transduksi dan konjugasi. Rekombinasi genetic adalah proses perkembanganbiakan bakteri secara seksual. Secara umum, kita tahu bahwa bakteri berkembangbiak dengan cara membelah diri secara biner. Pada kondisi yang menguntungkan bakteri membelah dengan sangat cepat, yaitu antara 15 – 20 menit. Sehingga dalam waktu satu hari jumlahnya menjadi jutaan. Selain dengan pembelahan biner juga dapat berkembangbiak secara seksual yang berbeda dengan perkembangbiakan organisme eukariota. Ada yang menyebutnya paraseksual, yaitu bukan merupakan peleburan gamet jantan dan gamet betina, tetapi berupa pertukaran materi genetik yang disebut dengan rekombinasi genetik. ADN yang terbentuk hasil rekombinasi kedua gen tersebut dinamakan gen rekombinan.
Dengan ditemukannya transformasi pada bakteri dapat dibuktikan bahwa ADN merupakan bahan genetik. Selanjutnya penemuan ini menjadi kunci dalam biologi molekul dan genetika modern. Pada proses transformasi fragmen ADN bebas bakteri dimasukkan ke dalam sel bakteri resepien [penerima], selanjutnya fragmen ADN ini bersatu dengan genom resepien. Hanya strain-strain kompeten [“Competent”] dari genera-genera bakteri tertentu yang dapat ditransformasikan. Strain kompeten ialah suatu sel bakteri yang dapat mengambil suatu molekul ADN dan mentransformasikannya, misalnya: Streptococcus pneumonia, Bacillus, Haemopphilus, Neisseria dan Pseudomonas. Mekanisme transformasi sebagai berikut ADN donor ditarik oleh sel resepien, kemudian ADN donor terpisah menjadi dua, ADN resepien sebagian lepas meninggalkan tempatnya, selanjutnya ADN donor menggantikan tempat ADN resepien yang ditinggalkannya tersebut. Sehingga terbentuklah ADN rekombinan hasil hibrid antara ADN donor dengan ADN resepien. Selanjutnya ADN rekombinan melakukan replikasi untuk berkembang biak. Proses transformasi ini diketahui pertama kali oleh Frederick Griffith.
Proses transduksi ini diketemukan oleh Norton Zinder dan Joshua Lederberg pada tahun 1952. Reproduksi bakteri cara ini tidak melalui kontak langsung dua bakteri, tetapi diperlukan adanya materi sebagai perantara yaitu virus yang hidup pada inang bakteri [Bacteriofage].
Pada proses konjugasi diperlukan kontak langsung antara sel donor dengan sel resepien agar terjadi pemindahan bahan genetik. Pada proses konjugasi dapat dipindahkan bahan genetik yang lebih panjang. Kemampuan untuk bertindak sebagai donor atau resepien ditentukan oleh materi genetik disebut faktor kelamin [“faktor seks”] atau faktor F. Sel resepien dinyatakan dengan F. Proses konjugasi hanya dapat ditunjukkan pada bakteri Gram negatip, misalnya: Escherichia, Shigella, Salmonella, Pseudomonas aeruginea. Pertumbuhan bakteri dipengaruhi beberapa faktor antara lain: suhu, kelembaban, cahaya matahari, zat kimia, ketersediaan cadangan makanan dan zat sisa metabolisme.
Demikianlah penjelasan mengenai rekombinasi genetik pada bakteri. Rekombinasi genetik bakteri ini memiliki peran yang sangat besar demi kelangsungan hidup bakteri.
Transformasi proses sumber foto: FreepikTransformasi merupakan salah satu proses pertukaran materi genetik dengan cara pemindahan DNA dari satu bakteri ke bakteri lainnya secara langsung tanpa penghubung. DNA tersebut didapat dari bakteri yang mengalami lisis.
Bakteri merupakan organisme yang termasuk ke dalam kingdom Monera. Sebagai makhluk hidup, bakteri juga melakukan reproduksi. Reproduksi bakteri dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu lewat pertukaran materi genetik dan reproduksi aseksual.
Berikut Ini Proses Pertukaran Materi Genetik Pada Bakteri, Dimulai dari Proses Transformasi
Pada proses ini, bakteri mendapatkan DNA dari lingkungan sekitarnya. Bakteri memiliki protein di permukaan tubuhnya yang dapat mengenal DNA dari jenis bakteri yang masih berkerabat. Jika bakteri mengenali DNA di sekitarnya, ia akan menyerap DNA tersebut ke dalam tubuh. Kemudian, DNA itu akan menyatu dengan DNA inang sehingga mengubah strukturnya.
Akibatnya, sifat bakteri tersebut turut berubah. Contohnya dapat diamati pada bakteri Streptococcus pneumoniae strain. Bakteri strain yang tidak berbahaya dapat menyebabkan penyakit pneumonia jika dibiakkan pada medium yang terdapat DNA Streptococcus pneumoniae.
Rekombinasi genetik pada bakteri juga dapat dilakukan lewat transduksi. Transduksi terjadi ketika bakteri mendapatkan DNA dari virus bakteriofag yang menginfeksinya. Virus tersebut akan menyuntikkan materi genetik ke dalam bakteri.
Akibatnya, DNA virus akan menyatu dengan DNA bakteri inangnya. Bakteri yang disuntikkan DNA virus tidak semuanya akan mati. Jika virus melakukan reproduksi secara lisogenik, materi genetik virus hanya akan turut mengganda seiring dengan pembelahan bakteri.
Proses pertukaran materi genetik pada bakteri yang terakhir adalah konjugasi. Konjugasi adalah proses perpindahan DNA dari satu bakteri ke bakteri lainnya. Ketika melakukan konjugasi, bakteri akan membentuk jembatan tipis yang disebut pilus.
Materi genetik kemudian berjalan melalui pilus tersebut sampai ke bakteri penerima. Karena itu, konjugasi juga sering disebut sebagai perkawinan bakteri. Tapi, bakteri hanya mengirimkan DNA kepada bakteri lain. Begitu proses transfer selesai, pilus yang terbuat dari protein fleksibel akan hilang.
Nah, itulah tadi ketiga proses pertukaran materi genetik yang terjadi pada bakteri dimulai dari transformasi, transduksi kemudian berakhir pada proses konjugasi.
Hai Quipperian, bagaimana kabarnya? Semoga selalu sehat dan tetap semangat, ya!
Pernahkah kamu mendengar istilah penyakit diabetes? Diabetes merupakan penyakit yang disebabkan oleh gangguan pada kelenjar pankreas di mana kelenjar pankreas tidak mampu memproduksi hormon insulin. Penderita diabetes akan mengalami peningkatan kadar gula darah secara signifikan jika pola makan dan hidupnya tidak diperhatikan.
Seiring dengan peningkatan jumlah penderita diabetes, para ilmuwan berhasil menemukan obat yang bisa membantu para penderita. Obat yang dimaksud berupa suntik hormon, yaitu hormon insulin. Hormon insulin dibuat melalui rekayasa genetika yang melibatkan peran bakteri. Gen penghasil insulin diletakkan di DNA bakteri.
Bakteri dipilih karena mampu bereproduksi dalam jumlah besar. Dengan demikian, hormon insulin yang dihasilkan juga akan besar. Ingin tahu selengkapnya tentang reproduksi bakteri? Simak ulasan Quipper Blog berikut ini.
Sekilas tentang Bakteri
Bakteri atau eubacteria berasal dari bahasa Yunani, yaitu eu berarti sebenarnya. Untuk bakteri sendiri berasal dari kata bakterion yang artinya batang kecil. Adapun ciri-ciri bakteri adalah sebagai berikut.
- Tergolong organisme mikroskopis yang diameternya 0,5 – 1 mikron dan panjangnya 1 – 20 mikron.
- Bakteri memiliki dinding sel yang tersusun atas mukopolisakarida dan peptidoglikan.
- Memiliki inti sel tanpa membran inti atau bersifat prokariotik.
- Memiliki DNA yang bentuknya sirkuler atau disebut plasmid.
- Mampu membentuk endospora saat kondisinya tidak menguntungkan.
- Berkembang biak secara vegetatif.
- Tidak berklorofil.
Sama seperti makhluk hidup lainnya, bakteri juga bisa bereproduksi. Salah satu pemanfaatan reproduksi bakteri adalah untuk menghasilkan hormon insulin. Lalu, seperti apa tahapan reproduksi pada bakteri?
Reproduksi Bakteri
Reproduksi bakteri bisa terjadi dalam dua tahap, yaitu reproduksi aseksual dan seksual.
1. Reproduksi aseksual
Bakteri mengalami reproduksi aseksual dengan cara pembelahan biner, yaitu pembelahan dari satu menjadi dua sel dan seterusnya. Pembelahan biner ini termasuk pembelahan amitosis. Artinya, pembelahannya tidak melibatkan tahapan pembelahan sel seperti halnya manusia, melainkan berlangsung spontan atau secara langsung. Untuk melihat tahapannya, simak gambar berikut.
Gambar di atas menunjukkan bahwa satu sel induk hanya mengalami pemanjangan dan pembagian nukleoid hingga akhirnya terbentuk sekat pada masing-masing nukleoid hasil bentukannya.
2. Reproduksi seksual
Reproduksi seksual bakteri bisa terjadi melalui mekanisme rekombinasi gen melalui tiga cara, yaitu konjugasi, transduksi, dan transformasi.
a. Konjugasi
Konjugasi adalah tahap reproduksi seksual pada bakteri yang ditandai dengan pemindahan materi genetik secara langsung. Pemindahan itu terjadi dari satu bakteri ke bakteri lain melalui jembatan konjugasi. Adapun tahapan yang terjadi di dalam konjugasi adalah sebagai berikut.
- Dua sel bakteri saling mendekat hingga akhirnya terbentuk struktur jembatan yang menghubungkan antara kedua sel.
- Terjadi transfer kromosom dan plasmid.
- Untuk bakteri yang menerima kromosom dan plasmid, materi genetiknya menjadi materi genetik rekombinan.
- Bakteri dengan materi genetik rekombinan akan memisahkan diri. Akibatnya, terbentuk dua sel anakan dengan sifat baru [rekombinan].
Jika Quipperian ingin tahu gambarnya, check this out.
Tidak semua bakteri melakukan konjugasi. Contoh bakteri yang melakukan konjugasi adalah Salmonelli typhi dan Escherichia coli [menggunakan pilus seks].
b. Transduksi
Pada proses transduksi melibatkan peran organisme lain, yaitu virus. Itulah mengapa rekombinasi gen antara dua bakteri dijembatani oleh virus fag [bakteriofag]. Virus yang paling sesuai digunakan untuk proses transduksi ini adalah virus fag temperat. Hal itu karena virus ini mampu bereplikasi secara litik dan lisogenik. Adapun tahapan dalam transduksi adalah sebagai berikut.
- Bakteri diinfeksi oleh virus fag, sehingga virus mengandung DNA bakteri tersebut.
- Virus fag tersebut kemudian akan menginfeksi bakteri-bakteri lainnya. Akibatnya, terbentuk bakteri baru dengan rekombinasi gen sesuai dengan rekombinasi gen pada virus penginfeksinya.
- Terbentuklah bakteri-bakteri rekombinan.
Untuk lebih jelasnya, simak gambar berikut ini.
c. Transfomasi
Jika pada konjugasi bakteri akan memindahkan materi genetiknya melalui jembatan penghubung, pada transformasi tidak demikian. Pada transformasi, materi genetik akan dipindahkan oleh bakteri secara langsung atau tidak melalui jembatan penghubung [jembatan konjugasi]. Namun, tidak semua bakteri lho yang mampu memindahkan materi genetiknya secara langsung.
Biasanya, bakteri yang mampu bertransformasi adalah bakteri yang memproduksi enzim tertentu. Contohnya adalah Rhizobium, Neissera, Bacillus, dan Pneumococcus. Agar pemahamanmu menjadi lebih mudah, perhatikan gambar berikut.
Ternyata, belajar reproduksi bakteri tidak sesulit yang dibayangkan ya? Buktinya saja jenis-jenis reproduksi bakteri bisa kamu hafalkan hanya dengan hitungan menit. Bagaimana caranya? Quipper Blog akan ngasih kamu SUPER “Solusi Quipper”.
Lantas, bagaimana dengan proses pembuatan insulin? Proses pembuatan insulin melibatkan peran bakteri Escherichia coli. Bakteri tersebut disisipi oleh gen penghasil insulin. Nah, sejalan dengan reproduksi bakteri, insulin yang dihasilkan juga sebanyak bakteri anakan yang terbentuk. Dengan adanya hal ini, terbukti bahwa tidak selamanya bakteri bersifat merugikan.
Itulah pembahasan Quipper Blog tentang reproduksi bakteri. Semoga Quipperian semakin paham dan tambah semangat belajarnya. Untuk melihat pembahasan lengkapnya tentang reproduksi bakteri, silakan gabung bersama Quipper Video.
Quipper Video menyediakan berbagai fitur menarik, misalnya video pembahasan tutor, buku panduan, beserta latihan soal yang bisa kamu kerjakan kapanpun dan dimanapun. Bersama Quipper Video, belajar jadi lebih mudah dan menyenangkan. Salam Quipper!
Penulis: Eka Viandari