BAKTERI FOTOSINTETIK SEJARAH DAN KLASIFIKASI

BAKTERI FOTOSINTESIS

SEJARAH DAN KLASIFIKASI

Pada artikel kali ini kita akan membahas tentang 

1. Sejarah Bakteri Fotosintetik 

2. Klasifikasi Bakteri Fotosintetik 

3. Metabolisme.

Sejarah Bakteri Fotosintetik :

Sebelum abad kesembilan belas dianggap bahwa mesin fotosintesis terdapat pada bakteri ungu karena bakteri ini menunjukkan pergerakan menuju cahaya (fototaktik) dan pertumbuhan juga diinduksi oleh cahaya.

Di sisi lain, S. Winogradsky, seorang ahli botani Jerman mengamati bahwa beberapa bakteri ungu dapat memanfaatkan hidrogen sulfida untuk sulfat dengan pengendapan belerang intraseluler. Mendefinisikan berbagai versi metabolisme fotosintesis anoksigenik dan menunjukkan bahwa itu adalah mode karakteristik metabolisme yang menghasilkan energi pada bakteri ungu dan hijau.

Bakteri ungu fotosintetik menggunakan berbagai donor hidrogen sebagai pengganti air (misalnya H₂ S atau berbagai senyawa organik). Pada beberapa bakteri fotosintetik anaerob yang menggunakan donor hidrogen selain hidrogen atau air (misalnya suksinat) tidak hanya CO₂ yang direduksi menjadi NADPH₂ tetapi juga Nitrogen Atmosfer direduksi menjadi amonia. Fiksasi nitrogen terjadi dengan mengorbankan energi fotik.

Fakta ini sangat penting mengingat pentingnya fiksasi nitrogen dalam perekonomian alam, oleh karena itu nampaknya mereka kekurangan fotosistem II (PS-II), yang antara lain pada tumbuhan hijau terlibat dalam produksi O2 (dari OH). Bakteri fotosintetik tidak menunjukkan peningkatan.

Parson dan Cogdell (1975) mengisolasi kompleks fungsional dari bakteri fotosintetik. Pusat reaksi dari bakteri ungu non-belerang, atau Rhodopseudomonas sphaeroides, mengandung empat molekul klorofil dan dua molekul bakteriopheofitin (seperti b klorofil tetapi Mg digantikan oleh dua H ⁺ ), satu atau dua molekul ubikuinon dan satu atom besi besi bersama dengan tiga polipeptida dengan berat molekul jelas di wilayah 28, 24 dan 21 KD.

Semua bakteri fotosintetik dibagi menjadi 35 kelompok. Kelompok 10 mengandung bakteri fototrofik anoksigenik, sedangkan kelompok 11 termasuk bakteri fototrofik oksigen.

Kelompok anoksigenik (tidak berevolusi oksigen) memiliki bakteri ungu tad hijau, sedangkan kelompok oksigen berkembang hanya memiliki cyanobacteria. Jenis bakteri oksigenik lain baru-baru ini ditemukan dan ditempatkan di bawah prochlorophyta. Prochlorophyta bertindak sebagai jembatan antara cyanophyta dan chlorophyta (atau ganggang hijau).

Klasifikasi Bakteri Fotosintetik :

Bakteri fotosintetik dibagi menjadi dua kelompok besar yaitu : 

Bakteri Fotosintetik Anoksigenik dan Bakteri Fotosintetik Oksigen.

• Bakteri Fotosintetik Anoksigenik :

Fotosintesis anoksigenik bergantung pada e-donor seperti senyawa sulfur tereduksi, molekul hidrogen atau senyawa organik. Garam amonium umumnya digunakan sebagai sumber nitrogen. Fiksasi nitrogen telah dilaporkan pada beberapa spesies bakteri.

Beberapa dapat tumbuh secara chemo-auto-trophically di bawah kondisi aerobik / mikro-aerobik. Asam lemak, etanol dan asam organik berfungsi sebagai sumber karbon. Mereka ditemukan di air tawar, air payau, dan air laut dan air asin.

Mereka Dapat Diklasifikasikan Menjadi Tujuh Kelompok :

• Sub-Kelompok 1:

Globulus belerang ditemukan di dalam sel misalnya Amoebobacter, Chromatium, Lamprobacter, Thiocapsa, Iximprocystis, Thiocystis, Thiodictyon, Thiopedia, Thiospirilliim.

• Sub-kelompok 2 :

Globulus belerang muncul di luar sel misalnya Ectothiorhodospira.

• Sub-kelompok 3 :

Gumpalan belerang mungkin muncul di luar sel. Sebagian besar genera bergantung pada faktor pertumbuhan. Sel Rhodobacter, Rhodocyclus, Rhodomicrobium, Rhodopila, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum tumbuh melalui foto-asimilasi substrat organik sederhana.

• Sub-kelompok 4 :

Sistem membran internal atau klorosom tidak ada. Dinding sel berbentuk spiral tidak memiliki lipopolisakarida. Sel mengandung bakteriokolofil g dan karotenoid. Senyawa sulfur tereduksi tidak digunakan. Mereka fotoheterotrofik misalnya Heliobacillus (glider).

• Sub-kelompok 5 :

Gumpalan belerang muncul di luar tetapi tidak pernah di dalam sel. Bacteriochlorophylls terletak di klorosom. Zat organik sederhana berasimilasi foto hanya dengan adanya sulfida dan bikarbonat misalnya Ancalochloris, Chlorobium, Pelodictyon, Prosthecochloris.

• Sub-kelompok 6 :

Sel tersusun dalam filamen multiseluler yang menunjukkan motilitas meluncur dan memanfaatkan zat organik seperti Klorofleksus, Kloronema, Heliotriks, Osilokloris.

• Sub-kelompok 7 :

Sel tumbuh secara kemo-heterotrof di bawah kondisi aerobik; tidak ada pertumbuhan yang terjadi dalam kondisi anaerobik. Mereka mengandung bakterioklorofil a dan karotenoid misalnya Erythrobacter.

Bakteri fotosintetik anoksigenik telah dibagi menjadi tiga kelompok berdasarkan pigmentasi; bakteri ungu, bakteri hijau dan heliobacteria.

 

(Bakteri Ungu (Proteobacteria) :

Fototrof anoksigenik tumbuh dalam kondisi anaerobik dengan adanya cahaya dan tidak menggunakan air sebagai donor elektronik seperti pada tumbuhan tingkat tinggi. Sintesis pigmen ditekan oleh O ₂ .

Mereka tumbuh secara otomatis dengan CO₂ (sumber C) dan hidrogen atau senyawa sulfur tereduksi bertindak sebagai donor ^- elektronik . Foto-heterotrofi (yaitu cahaya sebagai sumber energi dan senyawa organik sebagai sumber karbon) juga mendukung pertumbuhan. Beberapa bakteri ungu juga menunjukkan kemo-organotrofi yaitu dapat tumbuh dalam gelap pada kondisi yang sama.

Bakteri ungu terdiri dari lima sub-kelompok Proteobakteri seperti yang diberikan di bawah ini 

Grup alfa :

Rhodospirillum, Rhodopseudomonas, Rhodobacter, Rhodomicrobium.

Rhodopila, Rhodovulvum

Grup beta :

Rhodocyclus, Rhodoferax, Rubrivivax

Kelompok Gamma :

Kromatium, Tiospirilum

Grup delta :

Nihil non-fototrof

Grup Epsilon :

Bdellovibrio, Myxococcus, Campylobacter, Helicobacter

Bakteri ungu mengandung Bchl a, Bchl b dan menunjukkan membran fotosintesis dalam lembaran datar (lamellae). Bakteri tertentu (Chromatium sp.) Menunjukkan membran sebagai vesikula individu. Warna ungu bakteri menunjukkan coklat, merah jambu coklat-merah, ungu-ungu berdasarkan kandungan karotenoid. Membran internal meluas sehingga menimbulkan pigmen fotosintesis.

Pigmen fotosintesis dan membran internal dipengaruhi oleh intensitas cahaya. Pada intensitas tinggi, peralatan foto dihambat, sedangkan sel dikemas dengan membran saat tumbuh pada intensitas cahaya rendah. Karotenoid menimbulkan warna ungu; mutan kekurangan karotenoid berwarna biru hijau yang mencerminkan warna BChl a yang sebenarnya.

Bakteri ungu terdiri dari dua jenis :

Sebuah. bakteri ungu-sulfur dan

b. bakteri non-sulfur ungu.

Bakteri Belerang Ungu (famili; Chromatiaceae) :

Mereka adalah bakteri Gram-negatif yang mengandung BChl a dan BChl b dan tumbuh secara kemolitotrofi dalam gelap dengan tiosulfat sebagai donor ^- elektronik . Mereka juga chemoorganotrophs; memanfaatkan asetat, piruvat dan beberapa senyawa lainnya. % Mol G + C bervariasi dari 46-70.

Sel-sel bakteri ungu-sulfur lebih besar dari bakteri hijau dan dikemas dengan pengendapan sulfida intraseluler. Mereka ditemukan di zona anoksik danau dan mata air belerang (obligat anaerob).

Mereka mengandung vesikula yang tertutup di dalam membran tipis yang tidak terkait langsung dengan membran sel yang disebut tilakoid vesikuler. Mereka adalah fotolitotrof dan motil di alam misalnya Ectothiorhodospira, Chromatium, Thiocapsa, Thiospirillum, Thiodictyon, Thiopedia dll.

Bakteri ungu non-belerang (famili : Ectothiorhodospiraceae nama lama Rhodospirillaceae) :

Mereka juga mengandung BChl a dan b dan menggunakan konsentrasi sulfida yang rendah. Konsentrasi sulfida yang digunakan oleh bakteri ungu-sulfur terbukti beracun bagi bakteri kategori ini. Sebelumnya, para ilmuwan berpikir bahwa bakteri ini tidak dapat menggunakan sulfida sebagai e-donor untuk pengurangan CO₂ untuk bahan sel, maka nama mereka non-sulfur.

Mereka menyimpan belerang secara ekstraseluler. Beberapa bakteri non-sulfur tumbuh secara anaerob dalam gelap menggunakan metabolisme fermentatif, sedangkan yang lain dapat tumbuh secara anaerob dalam gelap melalui respirasi dimana e-donor dapat berupa senyawa organik/senyawa anorganik seperti H₂. Kelompok ini paling serbaguna secara energik karena persyaratan yang luas dan bersifat foto-organotrof yaitu menggunakan asam organik, asam amino, benzoat dan etanol.

Mereka juga tumbuh sebagai chemoorganotrophs dan membutuhkan vitamin. Mereka adalah kelompok heterogen karena adanya flagela kutub dan peritrichous. Beberapa dapat memanfaatkan metanol untuk pertumbuhan fototropik ketika ditanam secara anaerob.

Reaksi berikut terjadi di dalam sel mereka:

2CH₃OH -t- CO₂ → 3 (CH₂O) + H₂O

Komposisi dasar DNA adalah 61-73% mol (GtC) dan butiran belerang terbentuk di luar sel. Contoh bakteri ungu non belerang adalah Rhodomicrobium, Rhodopseudomonas, Rhodospirillum, Rhodocyclus, dll.

Bakteri Hijau :

Alih-alih berwarna hijau, ini berwarna coklat karena adanya komponen karotenoid. Mereka Gram-negatif. Karenanya, warna bukanlah dasar yang cocok untuk bakteri ini. Mereka mengandung BChl c, BChl d atau BChl e ditambah sejumlah kecil Bchl a.

Alat fotosintesis adalah klorosom yang terdiri dari serangkaian struktur silinder yang mendasari dan / atau melekat pada membran sitoplasma dan sangat berbeda dengan lamellae. Vesikel ini tertutup dalam membran tipis tanpa lapisan ganda tetapi terdiri dari protein transporter yang terletak di membran sitoplasma. Mereka tidak membutuhkan vitamin untuk pertumbuhan

Bakteri hijau terdiri dari dua jenis :

Bakteri belerang hijau dan

Bakteri non-belerang hijau.

Bakteri belerang hijau (famili : Chlorobiaceae) :

Mereka non-motil, batang, spiral dan cocci. Beberapa memiliki pelengkap yaitu prosthecae. Klorosom ada di dalam sel. Mereka tidak memiliki vesikel gas (Chlorobium) kecuali di Pelodictyon. Mereka sangat anaerobik dan fototrof obligat.

Kebanyakan dari mereka mengasimilasi zat oksigenik sederhana untuk pertumbuhan fotosintesis jika ada sumber belerang. Mereka menyimpan belerang secara ekstraseluler. Beberapa (Chloroflexus) tumbuh secara chemoorganotrophically, oleh karena itu mereka adalah tipe hijau non-sulfur. Mol% G+C adalah 45-58. Contoh bakteri tersebut adalah Chlorobium, Prostheochloris, Pelodictyon, Chloroherpeton.

Bakteri Non-Sulfur Hijau (famili : Chloroflexaceae) :

Bakteri non-belerang hijau adalah bakteri berserabut, meluncur, bersifat termofilik. Pigmennya adalah Bchl a, Bchl c,β- dan Ƴ-karoten. Klorosom hadir saat tumbuh secara anaerob. Mereka adalah fotoheterotrofik dan fotoautotrofik dan menunjukkan gerakan meluncur. Mereka tidak menyimpan belerang. Isi mol% G + C bervariasi 53-55. Contohnya adalah Klorofleksus.

Heliobacteria :

Berdasarkan sekuensing 16S rRNA dan karakter morfologi dan biokimia lainnya, helicobacter sangat berbeda dengan bakteri fotosintetik anoksigenik lainnya. Mereka Gram-positif, berbentuk batang, motil baik dengan meluncur atau dengan flagela. Mol% G + C adalah antara 50 dan 55, dan saat ini terdiri dari tiga genera dan lima spesies seperti Heliobacterium, Helophilum dan Heliobacillus.

Sebagian besar menghasilkan endospora dan tumbuh hingga 42°C. Heliobacteria berwarna hijau. Baeterioklorofil berhubungan dengan membran sitoplasma; karenanya lamellae dan klorosom tidak ada.

Endospora mengandung asam dipicolinic yang mirip dengan Bacillus dan Clostridium. Sebagian besar heliobacteria ditemukan di tanah sawah tropis. Mereka mengandung BChlg yang memiliki gugus vinil (H₂C = CH₂) pada cincin I dari molekul tetrapirrol yang mirip dengan bakterioklorofil a tetapi perbedaannya terletak pada cincin II dari tetrapirol.

Bakteri Fotosintetik Oksigen :

Bakteri fotosintetik oksigenik bersifat uniseluler atau multiseluler dan memiliki bakterioklorofil a dan melakukan fotosintesis oksigenik. Mereka mengandung phycobilins. Satu kelompok, proklorofit kekurangan phycobilins, tetapi mengandung bakterioklorofil a dan Mereka sebagian besar diwakili oleh cyanobacteria Gram-negatif yang hanya memiliki membran.

Banyak yang memiliki selubung ekstraseluler yang disebut glikokaliks atau kapsul atau hanya lendir atau lendir. Flagela tidak ada tetapi menunjukkan gerakan meluncur. Pigmen pemanen cahaya adalah protein phycobilin, phycoerythrin, phycocyanin, bacteriochlorophyll a dan karotenoid tetapi kapsul selubung mungkin mengandung pigmen kuning yang disebut scytonemin atau pigmen merah-biru gloeocapsin yang dapat menutupi pigmentasi sel.

Phycobilins membentuk phyobilisomes pada kedua permukaan pada membran internal unit ganda yang disebut tilakoid. Bacteriochlorophyll a dan karotenoid adalah bagian darinya. Fotosintesis bersifat oksigenik dan autotrofik tetapi kemoautotrofi juga terjadi. Fotosintat terakumulasi dalam bentuk glikogen, butiran polifosfat.

Ada karboksisom dan vesikel gas. Heterokista telah memodifikasi tilakoid yang mengandung pigmen fotosintetik rendah dan kurangnya fotosistem II. Akinetes adalah sel penyimpanan tahan berdinding tebal. Beberapa bakteri non simbiosis kekurangan dinding cyanobacteria khas yang disebut sianel.

Mereka dimasukkan ke dalam lima sub-kelompok berikut :

Sub-Kelompok I :

Mereka adalah agregat sel uniseluler atau non-filamen yang disatukan oleh dinding luar atau matriks seperti gel. Pembelahan biner terjadi pada satu, dua atau tiga bidang simetris atau asimetris atau dengan tunas. Contoh anggota adalah Gloeothece, Synechococcus, Gloeocapsa, Gloeobacter.

Sub-Kelompok II :

Dalam anggota kelompok ini, reproduksi terjadi dengan pembelahan ganda internal dengan produksi sel anak lebih kecil dari Vi induk atau dengan pembelahan ganda dan biner misalnya Dermocorspa, Xenococcus, Pleurocapsa.

Sub-Kelompok III :

Pembelahan biner hanya terjadi pada satu bidang. Trikoma terdiri dari sel-sel yang tidak berdiferensiasi menjadi heterokista atau akinetes misalnya Spirulina, Arthospira, Oscillatropia, Phormidium, Lyngbya.

Sub-kelompok IV :

Satu dari sedikit sel dari setiap trikoma berdiferensiasi menjadi heterokista, setidaknya ketika konsentrasi gabungan nitrogen eksternal rendah. Beberapa genera juga menghasilkan akinetes misalnya Cylindrospermum, Anabaena, Nodularia, Calothrix, Nostoc.

Sub-kelompok V :

Pembelahan biner terjadi secara periodik atau umumnya pada lebih dari satu bidang yang menimbulkan trikoma atau trikoma muliteriate dengan cabang yang benar atau keduanya misalnya Stigonema, Cyanobotrytis. Westicella, Loriella, Nostichopsis.

Anggota Pro-Chlorophyta :

Di sisi lain, kelompok II di bagian 19 dari Prochloron pertama kali ditemukan sebagai simbion ekstraseluler yang tumbuh di permukaan atau di dalam rongga kloaka invertebrata asidian kolonial laut.

Bakteri ini berbentuk uniseluler, bulat dan berdiameter 8,30 µm. Mol. % G + C adalah 31 sampai 41. Selain itu, Prochlorothrix adalah makhluk hidup bebas, terdiri dari sel silinder yang membentuk filamen. Ini telah ditemukan di danau Belanda. DNA memiliki mol yang tinggi. Konten G + C (53%).

Bakteri ini berbentuk uniseluler atau bercabang berserabut / tidak bercabang. Mereka memiliki bakterioklorofil a dan b dan tidak memiliki pigmen bilin merah atau biru aksesori misalnya Prochloron, Prochlorothrix. Adanya urutan 5S dan 16S rRNA menunjukkan afinitas dengan cyanobacteria.

Proklorofit memiliki karakter berikut :

• Mereka memiliki karakter prokariota dan eukariota.
• Prokariota mengandung tilakoid yang menyebar ke arah pinggiran tetapi proklorofit mengandung tilakoid berpasangan. Ini menunjukkan evolusi tilakoid dari bentuk tunggal menjadi berpasangan.
• Proklorofit terdiri dari klorofil a dan klorofil b, sedangkan cyanobacteria hanya mengandung klorofil a. Klorofit terdiri dari klorofil a dan klorofil b.
• Phycobihsome berwarna hijau rumput karena tidak memiliki pigmen phycobilin.
• 5S dan 16S rRNA mereka menunjukkan kedekatan dengan cyanobacteria.
• Mungkin nenek moyang yang sama telah memunculkan prochlorophytes, cyanophyta dan tumbuhan kloroplas.

Bakteri Tidak Terklasifikasi :

Ada bakteri fotosintetik tertentu lainnya yang diisolasi baru-baru ini tetapi tidak menemukan tempat di manual Bergey karena penemuan mereka dalam beberapa tahun terakhir. Porphyrobacter neustonensis, bakteri aerobik yang mensintesis bakteri pemula dari air tawar dan Roseobacter denitrificans ditemukan oleh Fuert dkk pada tahun 1993.

Genus Erythromicrobium sibericus diisolasi oleh Yukov dan tim Penelitinya pada tahun 1991, sementara menarik untuk dicatat penemuan satu fotosintetik serta pengikat nitrogen Rhizobium BT Ai oleh Evans dan lainnya pada tahun 1990. Pseudomonas radiora lagi-lagi merupakan fotosintesis yang menarik bakteri.

Metabolisme pada Bakteri Fotosintetik :

Bakteri hijau adalah organisme aerob yang ketat yang berfotosintesis. Mereka menggunakan H₂S,H₂ atau Tiosulfat sebagai donor elektron (menggantikan H₂O seperti pada cyanobacteria dan alga) dan CO₂ sebagai sumber karbon.

Bakteri ungu mengandung dua kelompok : bakteri sulfur ungu (Chromatiaceae) yang memanfaatkan H ₂ S sebagai donor elektron, dan bakteri ungu non-sulfur (Ectothiorhodaceae), yang bergantung pada senyawa organik untuk metabolisme mereka. Lipid yang mengandung asam lemak rantai pendek adalah substrat yang cocok.

Poli-β hidroksibutirat (C₆H₆O₂)_n adalah bahan cadangan penyimpanan utama dalam organisme tersebut. Bakteri fotosintetik yang ditemukan di perairan yang lebih dalam disebut meromictic di mana kondisinya anaerobik tetapi cahaya tersedia. Mereka sangat membantu dalam bentuk evolusi awal kehidupan karena kemandiriannya tanpa oksigen. Bakteri klorofil menunjukkan spektrum absorpsi dalam campuran aseton-metanol dekat spektrum ultra-merah pada 770 nm.

Semoga bermanfaat

Wassalam...

Produk Pertanian :

• PGPR  Harga Rp. 25.000/Liter
• Fish Amino Acids Rp. 25.000/½Liter
• Brown Rice Vinegar Rp. 50.000/Liter
• Coryn Bacteria Harga Rp. 30.000/½Liter
• Bio-Pestisida Harga Rp. 30.000/Liter
• Bio-Polymixa Harga Rp. 30.000/Liter
• Bio-Tricoderma Harga Rp. 50.000/Kg
• Mikoriza Harga Rp. 50.000/Kg
• Waiting Agen Rp. 30.000

Peternakan :

• Probiotik EXTRA 99 PLUS Rp. 20.000/Liter
• Oriental Herbal Nutrien Rp. 25.000/Liter
• Dekomposer EXTRA 88 Rp. 25.000/liter
• Enzim Rp. 30.000/Liter
• Desinfektan Rp. 20.000/Liter

CV. Griya Tani

Office Address :

D/a : Jl. K Mustajib RT 001/002 Kel Kunir Kec Dempet Kab Demak Jawa Tengah 59573 

Kontak Person

WhatsApp Messenger 

Facebook 

Copyright © 2020 CV. Griya Tani

All right NATURAL FARMING Indonesia