PEWARNAAN BAKTERI GRAM POSITIF DAN GRAM NEGATIF

 

BAB I

PENDAHULUAN

A.     LATAR BELAKANG

Pada tahun 1884, seorang bakteriologiwan Denmark secara kebetulan menemukan prosedur pewarnaan gram. Pewarnaan ini mungkin merupakan salah satu prosedur yang amat penting dan paling banyak digunakan dalam klasifikasi bakteri. Dengan metode ini, bakteri dapat dipisahkan secara umum menjadi dua kelompok besar yaitu 1)organisme yang dapat menajahan kompleks pewarna primer ungu kristal iodium sampai pada akhir prosedur (sel-sel tampak biru gelap atau ungu), disebut gram positive; 2) organisme yang kehilangan kompleks warna ungu kristal pada waktu pembilasan dengan alkohol namun kemudian terwarnai oleh pewarna tandingan, safranin (sel-sel tampak merah muda), disebut gram negative (Hadieotomo,1988).

             Bakteri memiliki beberapa bentuk yaitu basil (tongkat), coccus, spirilum. Bakteri yang berbentuk tongkat maupun kokus dibagi menjadi beberapa macam. Pada bentuk basil pembagiannya yaitu basil tunggal, diplobasil, dan tripobasil.Sedangkan pada coccus dibagi menjadi monococcus, diplococcus, sampai stophylococcus. Khusus pada spirilum hanya dibagi dua yaitu setengah melengkung dan melengkung. Melihat dan mengamati bakteri dalam kedaan hidup sangat sulit, karena selain bakteri itu tidak berwarna juga transparan dan sangat kecil. Untuk mengatasi hal tersebut maka dikembangkan suatu teknik pewarnaan sel bakteri ini merupakan salah satu cara yang paling utama dalam penelitian-penelitian mikrobiologi (Dwidjoseputro.1998).

Prinsip dasar dari pewarnaan ini adalah adanya ikatan ion antara komponen seluler dari bakteri dengan senyawa aktif dari pewarnaan yang disebut kromogen. Terjadi ikatan ion karena adanya muatan listrik baik pada komponen seluler maupun pada pewarnaan. Berdasarkan adanya muatan ini maka dapat dibedakan pewarna asam dan pewarna basa. Teknik Pewarnaan bukan pekerjaan yang sulit tapi perlu ketelitian dan kecermatan bekerja serta mengikuti aturan dasar yang berlaku (Lay.1994).

Bakteri juga dapat dibedakan melalui teknik pewarnaan gram. Teknik pewarnaan gram tersebut dapat menghasilkan warna merah atau ungu. Bakteri gram negative ditandai dengan pewarnaan ungu, sedangkan yang positif berwarna merah. Hal ini bertujuan untuk memberikan warna pada bakteri pada akhirnya dapat diidentifikasi dengan mudah. Selain itu, ada endospore yang yang bias diwarnai. Endospore adalah organism yang dibentuk dalam kondisi yang stress karena kurang nutrisi, yang memiliki kemungkinan untuk tetap berlanjut dilingkungan sampai kondisi mnjadi baik. Teknik pewarnaan gram haruslah sesuai prosedur karena dapat mengakibatkan kesalahn identifikasi data apakah gram positif atau gram negative, sehingga diperlukan agar mengetahui jalannya mekanisme pewarnaanya(Tryana, 2008).

 

B.     TUJUAN

1.      Mahasiswa mampu memahami dan melakukan pewarnaan gram terhadap suatu jenis bakteri

2.      Mahasiswa mampu mengidentifikasi suatu jenis bakteri termasuk bakteri gram positif atau gram negative

3.      Mahasiswa mampu mengamati berbagai morfologi bakteri

4.      Mahasiswa mampu menggambarkan dan menggolongkan barbagai morfologi bakteri.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB II

PEMBAHASAN

 

A.     BAKTERI GRAM POSITIF DAN BAKTERI GRAM NEGATIF

1.         Gram Positif

Gambar :  bakteri gram positif

Gram-positif adalah bakteri yang Mempertahankan zat warna kristal violet sewaktu proses pewarnaan Gram sehingga akan berwarna biru atau ungu di bawah mikroskop. Gram positif dan gram negatif adalah klasifikasi bakteri yang dibedakan dari ciri- ciri fisik bakteri tersebut. perbedaan yang mendasar terdapat pada peptidoglikan yang terkandung dalam dinding sel kedua bakteri tersebut. pada bakteri gram positif lapisan peptidoglikannya lebih tebal, sedangkan pada gram negatif lapisan peptidoglikan lebih tipis.

 

2.      Gram Negatif

   

Gambar: bakteri gram negatif

Bakteri gram-negatif adalah bakteri yang tidak mempertahankan zat warna kristal violet sewaktu proses pewarnaan Gram sehingga akan berwarna merah bila diamati dengan mikroskop

B.     BERIKUT PERBEDAAN KARAKTERISTIK ANTARA BAKTERI GRAM POSITIF DAN GRAM NEGATIF

1.      Dinding sel

-   Gram positif : homogen dan tebal (20-80 nm) sebagian besar tersusun dari peptidoglikan  sebagian lagi terdiri dari polisakarida lain dan asam teikoat.

-   Gram negatif : terdiri lapisan membran luar dan membran dalam, diantaranya terdapat lapisan peptidoglikan setebal 2-7 nm, tebal membran luar 7-8 nm tersusun dari polisakarida, lipid, dan protein.

                                       

2.      Bentuk sel 

-   Gram positif : bulat, batang atau filamen.

-   Gram negatif : bulat, oval, batang lurus atau melingkar seperti koma, heliks atau flamen, dan beberapa memiliki kapsul pelindung.

 

3.      Reproduksi

-   Gram positif : pembelahan biner.

-   Gram negatif : pembelahan biner, kadang pertunasan.

4.      Metabilosme

-   Gram positif: kemoorganoheterotrof.

-   Gram negatif: fototrof, kemolitoaotutrof, kemoorganoheterotrof.

5.      Alat gerak

-   Gram positif: kebanyakan nonmitil, bila memiliki motil maka tipe falgelanya adalah petritrikus

-   Gram negatif: motil dan non motil, bentuk flagela bervariasi, polar, iopotrikus dan petritrikus.

 

 

C.     CONTOH BAKTERI GRAM POSITIF DAN GRAM NEGATIF SERTA PERANNYA DALAM KEHIDUPAN MANUSIA

1.      Gram positif :

Staphylococus: penyebab impetigo, keracunan makanan, bronkitis.

Streptococus: penyebab pneumonia, meningitis, karies gigi.

Enterococus: penyebab enteritis.

Listeria: penyebab listeriosis.

Basillus: penyebab anthrax (Basillus anthrachis).

Clostridium: penyebab tetanus (Clostridium tetani).

Mycobacterium: penyebab tuberkulosa, difteri.

Mycoplasma: penyebab jerawat, peumonia.

2.      Gram negatif :

Salmonella: penyebab thypus (Salmonella thyposa), salmonelosis.

Escherichia: penyebab gastroenteritis / radang saluran cerna (Escherichia coli).

Shigella: penyebab disentri.

Pseudomonas: penyebab infeksi luka bakar.

Hellicobacter: penyebab tukak lambung.

Haemophilus: penyebab bronkhitis , pneumonia (Heumophilus influenzae).

Bordetella: penyebab batuk rejan (Bordetella pertussis)

Chlamydia: penyebab pneumonia, uretritis, trakoma.

Bakteri gram negatif lebih berbahaya saat menimbulkan penyakit dibanding gram positif karena bakteri jenis gram negatif dapat menghasilkan endotoksin, dan memiliki enzim pada kapsula yang dapat menimbulkan resistensi terhadap antibiotik. Namun bakteri juga dapat memberikan manfaat bagi kehidupan manusia, contohnya:

ü  Escherichia coli yang benyak ditemukan di dalam usus besar berperan dalam pembusukan makanan dan penghasil vitamin K (gram negatif)

ü  Rhizobium dapat menyuburkan tanah

ü  Pseudomonas denitrificans dapat menghasilkan vitamin B12 (gram negatif)

ü  Lactobasillus casei membantu dalam pembuatan keju (gram positif)

ü  Lactobacillus bulgaris membantu pembuatan yoghurt (gram positif)

ü  Acetobacer cylinum membantu pembuatan nata de coco (gram negatif)

ü  Acetobacer membantu dalam pembuatan cuka (gram negatif)

ü  Sterptococus griseus untuk pembuatan antibiotik (gram positif).

 

Bakteri dapat diklasifikasikan berdasarkan metoda pewarnaan gram menjadi 2 kelompok besar, yaitu bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. Pewarnaan ini  membedakan bakteri berdasarkan karakteristik fisik dan kimia dinding sel-nya. Pewarnaan Gram meliputi 3 proses utama, yaitu pengecatan dengan kristal violet, dekolorisasi (penghapusan warna)dengan etil alkohol atau aseton, kemudiancounterstaining atau pemberian pewarna kontras menggunaan air fukhsin.

 

 

Bakteri Gram Positif        

                                        

Bakteri Gram Negatif

 

 

Pada awal pengecatan, semua bakteri akan berwarna ungu, proses dekolorisasi dan pemberian warna kontraslah yang membedakan antara kedua jenis bakteri ini. Bakteri gram positif akan menunjukkan warna ungu karena memiliki lapisan peptidoglikan tebal yang menahan kristal violet selama pengecatan gram.Sedangkan pada bakteri gram negatif akan berwarna merah akibat tipisnya dinding peptidoglikan sehingga kristal violet terbuang selama proses dekolorisasi dan pemberian air fukhsin akan mengecat bakteri gram negatif menjadi merah.

 

D.     PEWARNAAN GRAM

Tujuan pewarnaan terhadap mikroorganisme ialah untuk :

1.      Mempermudah melihat bentuk jasad, baik bakteri, ragi, maupun fungi.

2.      Memperjelas ukuran dan bentuk jasad

3.      Melihat struktur luar dan kalau memungkinkan struktur dalam jasad.

4.      Melihat reaksi jasad terhadap pewarna yang diberikan sehingga sifat-sifat fisik dan kimia dapat diketahui.

Pewarnaan Gram atau metode Gram adalah suatu metode untuk membedakan spesies bakteri menjadi dua kelompok besar, yakni gram-positif dan gram-negatif, berdasarkan sifat kimia dan fisik dinding sel mereka. Metode ini diberi nama berdasarkan penemunya, ilmuwan Denmark Hans Christian Gram (1853–1938) yang mengembangkan teknik ini pada tahun 1884 untuk membedakan antara pneumokokus dan bakteri Klebsiella pneumoniae.

Dengan metode pewarnaan Gram, bakteri dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu bakteri Gram positif dan Gram negatif berdasarkan reaksi atau sifat bakteri terhadap cat tersebut. Reaksi atau sifat bakteri tersebut ditentukan oleh komposisi dinding selnya. Oleh karena itu, pengecatan Gram tidak bisa dilakukan pada mikroorganisme yang tidak mempunyai dinding sel seperti Mycoplasma sp Contoh bakteri yang tergolong bakteri tahan asam, yaitu dari genus Mycobacterium dan beberapa spesies tertentu dari genus Nocardia. Bakteribakteri dari kedua genus ini diketahui memiliki sejumlah besar zat lipodial (berlemak) di dalam dinding selnya sehingga menyebabkan dinding sel tersebut relatif tidak permeabel terhadap zat-zat warna yang umum sehingga sel bakteri tersebut tidak terwarnai oleh metode pewarnaan biasa, seperti pewarnaan sederhana atau Gram.

Dalam pewarnaan gram diperlukan empat reagen yaitu :

ü  Zat warna utama (violet kristal)

ü  Mordan (larutan Iodin) yaitu senyawa yang digunakan untuk mengintensifkan warna utama.

ü  Pencuci / peluntur zat warna (alcohol / aseton) yaitu solven organic yang digunakan uantuk melunturkan zat warna utama.

ü  Zat warna kedua / cat penutup (safranin) digunakan untuk mewarnai kembali sel-sel yang telah kehilangan cat utama setelah perlakuan denga alcohol.

Bakteri Gram-negatif adalah bakteri yang tidak mempertahankan zat warna metil ungu pada metode pewarnaan Gram. Bakteri gram-positif akan mempertahankan zat warna metil ungu gelap setelah dicuci dengan alkohol, sementara bakteri gram-negatif tidak. Pada uji pewarnaan Gram, suatu pewarna penimbal (counterstain) ditambahkan setelah metil ungu, yang membuat semua bakteri gram-negatif menjadi berwarna merah atau merah muda. Pengujian ini berguna untuk mengklasifikasikan kedua tipe bakteri ini berdasarkan perbedaan struktur dinding sel mereka.

 

 

Pengecatan gram dilakukan dalam 4 tahap yaitu :

1)      Pemberian cat warna utama (cairan kristal violet) berwarna ungu

2)      Pengintesifan cat utama dengan penambahan larutan mordan JKJ

3)      Pencucian (dekolarisasi) dengan larutan alkohol asam

4)      Pemberian cat lawan yaitu cat warna safranin

Perbedaan dasar antara bakteri gram positif dan negatif adalah pada komponen dinding selnya. Kompleks zat iodin terperangkap antara dinding sel  dan membran sitoplasma organisme gram positif, sedangkan penyingkiran zat lipida dari dinding sel organisme gram negatif dengan pencucian alcohol memungkinkan hilang dari sel. Bakteri gram positif memiliki membran tunggal yang dilapisi peptidohlikan yang tebal (25-50nm) sedangkan bakteri negative lapisan peptidoglikogennya tipis (1-3 nm).

Pewarnaan Gram

Reagen :

·         Kristal violet (pewarnaan primer)

·         Larutan lugol  (untuk memfiksasi kristal violet di dinding sel)

·         Etil alcohol,aseton, alcohol 96% (untuk dekolorisasi)

·         Air fukhsin atau Safranin (pewarnaan kontras)

·         Air

Langkah kerja

·         Suspensi kuman ( biakan kuman dalam tetesan garam fisiologis) disebarkan setipis mungkin dan melingkar diatasglass deck

·         Biarkan mengering atau dapat dihangatkan di atas api

·         Fiksasi suspensi dengan dilewatkan diatas api 3 kali

·         Warnai kuman dengan kristal violet selama 5 menit

·         Bersihkan kristal violet yang tidak terikat dengan bilasan air yang lembut (jangan melebihi 5 detik)

·         Beri larutan lugol, biarkan selama 1 menit untuk memfiksasi kristal violet).

·         Buang larutan lugol, bilas dengan etil  alcohol atau alkohol 96% secara lembut hingga tidak ada zat warna yang mengalir lagi.Pada tahap ini bakteri gram negative akan tampak tidak berwarna ungu lagi.Sedangkan bakteri gram positif tetap berwarna ungu

·         Bilas sampel dengan air, dan beri pewarnaan kontras dengan air fukhsin selama 1-2 menit. Bakteri gram positif tetap berwarna ungu dan bakteri gram negative akan menjadi merah akibat pewarnaan kontras

·         Cuci sampel dan periksa dengan mikroskop.

Karakteristik bakteri gram positif :

 

·         Memiliki cytoplasmic lipid membrane

·         Memiliki lapisan peptidoglikan yang tebal

·         Terdapat asam teichoic dan lipoid yang membentuk lapisan asam lipoteichoic yang berguna untuk chelating agen dan untuk adhesi tipe tertentu

·         Beberapa spesies memiliki kapsul polisakarida

·         Beberapa spesies memiliki flagellum

·         Jika terdapat akan diperkuat oleh 2 cincin, berbeda dengan bakteri gram negative yang flagellumnya diperkuat oleh 4 cincin.

Karakteristik bakteri gram negative :

·         Memiliki Cytoplasmic membrane

·         Lapisan peptidoglikan tipis

·         Memiliki membran tambahan diluar lapisan peptidoglikan yang dipisahakan oleh spasium periplasmik

·         Membran luar terdiri atas Lipopolisakarida (LPS) yang tersusun oleh lipid A, inti polisakarida, antigen O

·         Terdapat porin di membran luar sebagai pori-pori untuk molekul tertentu

·         Memiliki S-layer (Surface layer) yang melekat langsung pada membran luar

·         Jika memiliki flagella, maka akan disokong oleh 4 buah cincin

·         Tidak memiliki asam teichoic ataupun asam lipoteichoic

·         Lipoprotein merekat pada polisakarida

·         Kebanyakan tidak mengalami sporulasi.

  

Beberapa perbedaan sifat yang dapat dijumpai antara bakteri gram positif dan bakteri gram negative adalah sebagai berikut :

Pembeda	Bakteri gram positif	Bakteri gram negatif
Dinding sel :       Lapisan peptidoglikan       Kadar lipid	lebih tebal 1-4 %	lebih tipis 11-22%
Resistensi terhadap alkali (1% KOH)	tidak larut	Larut
Kepekaan terhadap Iodium	lebih peka	kurang peka
Toksin yang dibentuk	Eksotoksin	endotoksin
Resistensi terhadap tellurit	lebih tahan	lebih peka
Sifat tahan asam	ada yang tahan asam	tidak ada yang tahan asam
kepekaan terhadap penisilin	lebih peka	kurang peka
kepekaan terhadap streptomisin	tidak peka	Peka

 

                                                                                               

 

Bakteri gram positif memiliki lapisan petidoglikan yang tebal tetapi tidak memiliki membranluar. Sedangkan pada bakteri gram negative, lapisan peptidoglikan tipis dan memilki membran luar yang tersusun atas Lipopolisakarisa (LPS) dan protein.

BAB III

PENUTUP

 

A.     KESIMPULAN

 

Salah satu cara untuk mengamati bentuk sel bakteri sehingga mudah untuk diidentifikasi ialah dengan metode pengecatan atau pewarnaan. Hal tersebut juga berfungsi untuk mengetahui sifat fisiologisnya yaitu mengetahui reaksi dinding sel bakteri melalui serangkaian pengecatan. Zat warna asam yang bermuatan negatif lazimnya tidak digunakan untuk mewarnai mikroorganisme, namun biasanya dimanfaatkan untuk mewarnai latar belakang sediaan pewarnaan. Hal ini dilakukan agar bakteri yang terlihat kontras dapat kita lihat dengan jelas pada mikrskop, kita juga dapat melihat bentuk dari mikroba tersebut.

 

B.     SARAN

 

kami menyadari akan kekurangan bahan dari materi makalah ini jadi penyusun menyarankan apabila terdapat kekurangan atau isi dari makalah ini maka saran – saran kritik dari pembaca adalah penutup dari semua kekurangan kami dan menjadikan semua itu guna menjadi bahan acuan untuk memotivasi dan menyempurnakan makalah kami.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Dwidjoseputro, D.1998.Dasar-Dasar Mikrobiologi. Malang : Djambatan

Hadioetomo. 1988. Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek. Jakarta: PT  Gramedia

Lay, Bibiana.W.1994.Analisis Mikroba di Laboratorium.Jakarta : Rajawali

Suriawiria. 2002. Mikrobiologi Dasar dalam Praktek. Jakarta: PT. Garaemedia

Tryana, S.T. 2008. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Malang: Djambatan

Waluyo, L. 2004. Mikrobiologi Umum. Malang : UMM Press.