Gram Positives Rods/Bacilli

1. Gram Positives Rods/Bacilli Anriansyah Renggaman 10407008 Dimas Arif Nugraha 10407009 M. Ferdyansyah Sechan 10407018

2. Phylogenetic tree of Bacteria

3. Gram Positive Rods • Gram positive rods bacteria bukanmerupakansuatutingkatantaxaspesifikdalamsistemklasifikasiprokariot • DalamBergey’s Manual of Systematical Bacteriology 2004, anggota Gram-positive rods bacteria sebagianbesartersebardalamfilumFirmicutes • Firmicutes (firmus : firm/kuatdancutes : kulit, dalamhalinidindingsel) • Filumfirmicutesterdiriatas 3 Class besaryaituBacilli, Clostridia, danErysipelotrichi(Ludwig, -)

4. Gram Positive Rods • Gram-positive rod bacteria sebagian besar tergabung ke dalam class Bacilli dan Clostridia • Dalam kelas Clostridia terdapat 3 ordo diantaranya ordo Clostridiales, 25 family termasuk diantaranya family Clostridiaceae, serta 13 genera termasuk genus Clostridium • Kelas Bacilli memiliki 2 ordo yaitu ordo Bacillales dan ordo Lactobacillales serta >10 famili, dengan >30 genera termasuk diantaranya genus Bacillus dan Lactobacillus

5. Taksonomi filum Firmicutes

9. Figure 1 Consensus dendrogram reflecting the phylogenetic relationships of the classes “Bacilli” and “Erysipelotrichi” within the Firmicutes

10. Figure 2 Consensus dendrogram reflecting the phylogenetic relationships of the order Bacillales within the class “Bacilli”

11. Figure 3 Consensus dendrogram reflecting the phylogenetic relationships of the order “Lactobacillales” within the class “Bacilli”

12. Figure 4 Consensus dendrogram reflecting the phylogenetic relationships of the class “Clostridia” within the Firmicutes

13. Figure 5 Consensus dendrogram reflecting the phylogenetic relationships of the order Clostridiales (part one) within the class “Clostridia”.

14. Figure 6 Consensus dendrogram reflecting the phylogenetic relationships of the order Clostridiales (part two) within the class “Clostridia”

15. Figure 7 Consensus dendrogram reflecting the phylogenetic relationships of the orders Halanaerobiales and “Thermoanaerobacterales” as well as some deep branches of the Clostridiales within the class “Clostridia”

16. Gram positive rods (lanjutan…) • Dikarenakan anggota bakteri Gram-positive rod tersebar dengan luas maka penjabaran melalui pendekatan systematical agak sulit dilakukan • Oleh karena itu dilakukan pendekatan seperti yang dicontohkan pada Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology 1994 • Pada buku tersebut Gram-positive rod bacteria dikelompokkan menjadi tiga kelompok umum yaitu : • Non-spore forming group • Spore forming group ; dan • Irregular-shape group

17. Non-spore Forming Group

18. Nonspore Forming Group • Karakteristik utama dari kelompok ini adalah tidak membentuk spora • Dalam Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology 1994 genus-genus bakteri yang termasuk ke dalam non-spore forming rod diantaranya adalah : Brochothrix, Carnobacterium, Caryophanon, Erysipelothrix, Kurthia, Lactobacillus, dan Listeria.

19. Listeria • Termasuk ke dalam family Listeriaceae bersama-sama dengan genus Brochothrix • Dinamai berdasarkan nama penemunya, ahli bedah asal inggris bernama Joseph Lister • Ciri-ciri umum: bentuk batang, tidak membentuk endospora, biasa ditemukan membentuk rantai pendek/diplobasil, tumbling motility, uji katalase (+) • Kebanyakan bersifat parasit intraseluler • Contoh spesies paling dikenal : Listeria monocytogenes

20. Listeriamonocytogenes • Listeria monocytogenes diketahui sebagai spesies Listeria yang patogen dan menginfeksi manusia • Infeksi umumnya terjadi akibat makanan (food-borne) • Menyebabkan penyakit serius yang dikenal dengan Listeriosis • Listeriosis dapat mengakibatkan meningitis (enchepalitis), septicemia, pneumonia, infeksi mulut rahim dll.

21. Genus Lactobacillus • Termasuk ke dalam filum Bacilli dan family Lactobacillaceae. • Diberi nama Lactobacillus karena bakteri dari grup ini mampu mengkonversi lactosa menjadi asam laktat • Ciri umum dari bakteri ini adalah : bentuk batang, tidak membentuk spora, fakultatif anaerob/mikroaerofilik, umumnya tidak berbahaya (patogen), dan menghasilkan asam organik (terutama asam laktat) • Spesies yang cukup dikenal dari genus ini antara lain adalah : L. acidophilus, L. bulgaricus, L. caseii dll.

22. Lactobacillus casei • Spesies Lactobacillus yang umumditemukandiususkecilmanusia • Memiliki range pH yang luasdandiketahuidapatmenekanpertumbuhanbakteri ‘jahat’ • Merupakanbakteriprobiotik yang dapatmembantupencernaan, mengurangiintoleransiterhadaplaktosadanmengatasikonstipasi • Bakteri yang umumdiaplikasikandibidangindustri, terutamaindustrimakanan (dairy product). Contoh : Yakult yang menggunakan L. Caseii strain Shirota

23. Genus Erysipelothrix • Genus Erysipelothorix merupakan genus yang termasuk ke dalam kelas Erysipelotrichi yang merupakan kelas yang baru dari filum Firmicutes • Erysipelothorix merupakan jenis bakteri yang bersifat patogenik terhadap hewan, terutama babi ternak. • Ciri umum dari genus bakteri ini adalah : gram positif, tidak berspora, kemoorganotropik, fakultatif anaerob, weakly fermentative, tidak motil, uji katalase-oksidase (-). • Terdapat tiga spesies yang cukup dikenal dari genus ini yaitu : Erysipelothrix rhusiopathiae, Erysipelothrix tonsillarum, dan Erysipelothrix inopinata

24. Erysipelothrix rhusiopathiae • Erysipelothrixrhusiopathiaemerupakanbakteri yang dikenalpatogenterhadaphewanternakterutamababidankalkun • Bakteriinitersebardiseluruhbelahandunia • Bakteriinimenyebabkanpenyakiterysipelas padahewan. Erysipelas mengakibatkan septicemia, anorexia, diare, danberujungpadakematianhewan • Selainitubakteritersebutjugamenyebabkanpenyakiterysipeloidpadamanusia yang mengakibatkanlukaborokpadakulitmanusia

25. Genus Brochothrix • Genus brochotrix tergabung bersama Listeria di dalam family Listeriaceae • Memiliki ciri umum yaitu : gram positif, tidak membentuk spora, fakultatif anaerob, dan bersifat non-motil, uji katalase positif dan memfermentasi gula. • Spesies yang paling terkenal dari genus ini adalah Brochothrix thermosphacta

26. Brochothrix thermosphacta • B. Thermosphacta merupakan bakteri yang terkenal sebagai bakteri yang terkenal sebagai penyebab kerusakan/kebusukan makanan terutama pada daging yang disimpan pada kulkas, dan daging olahan yang disimpan dalam secara aerobik/kondisi atmosfir yang termodifikasi • Hal ini dimungkinkan karena sifat bakteri ini yang bersifat psikotrofik dengan rentang suhu 0-30 oC • Range pH untuk tumbuh 5-9, dapat menoleransi kadar air yang rendah  cocok hidup di daging

27. Spore Forming Group

28. Clostridium • Ciri-ciri umum: obligat anaerob, berbentuk batang, mampu membentuk endospora yang bisa bertahan dalam keadaan terpapar oksigen • Namanya berasal dari kata kloster (κλωστήρ) yang berarti “spindle” • Kebanyakan bersifat saprofit, namun lebih dikenal sebagai patogen pada hewan dan manusia

29. Clostridium: contohspesies • Clostridium tetanii • Ditemukanditanah yang dipupukberlebihandanfeses (sertasaluranpencernaan) berbagaihewan • Sporaterbentukdiujungsel yang membengkak, danorganismeinibisaterwarnai gram negatif, terutamabilasudahtua • Agenpenyebab tetanus, terjadiketikalukapadatubuhterkontaminasisporaC. tetaniidanterjadiproduksitoksin tetanus

30. Clostridium: contoh spesies • Clostridium botulinum • Terdistribusiluasditanah, sedimendanaudankolam, sertatanaman yang membusuk • Terdapattujuhmacamtipetoksigenik yang masing-masingmemproduksitoksin yang khassecaraimunologi (A, B, C1, D, E, F, and G) • Keracunanbotulinumtoksinterjadiakibatingestimakanan yang telahmengandungracunclostridial

31. Clostridium: contoh spesies • Clostridium difficile • Tidakmenyebabkanpenyakitpadamanusia, namundapatberkembangbiaksecarapesatdalamususpasien yang tengahmenjalaniterapiantibiotik • Menyebabkanantibiotic-associated diarrhea (AAD), dangejalaklinis lain seperticolitis and pseudomembranous colitis • Memproduksi 2 toksin: toksin A (enterotoksin) dantoksin B (cytopathic, lethal toxin) • Perawatandapatdilakukandenganpemberianmetronidiazole or vancomycinsecara oral selama 10 hari

32. Bacillus • Ciri-ciri umum: gram positif, membentuk endospora, dan tumbuh pada lingkungan ber-oksigen • Awal mula klasifikasi genus Bacillus didasarkan pada dua kriteria: pertumbuhan aerobik dan pembentukan endospora • Hal ini menyebabkan heterogenitas spesies dalam genus tersebut • Analisis lebih lanjut terhadap 16s rRNA menunjukkan kekerabatan dengan spesies yang tak berspora • Level ordo: Enterococcus, Lactobacillus, and Streptococcus • Level famili: Listeria and Staphylococcus • Hasil analisis 16s rRNA juga mengakibatkan “pemekaran” genus bacillus menjadi famili-famili lainnya (setara dengan famili Bacillaceae seperti Acyclobacillaceae, Paenibacillaceae and Planococcaceae

33. Bacillus: contohspesies • Bacillus anthracis • Penyebabpenyakit anthrax • gram positifbatang, berukuran 1 - 1.2µm x 3 - 5µm. • Dapatditumbuhkandi medium standardalamkeadaanaerobatauanaerob. • SecarafenotipdangenotipserupadenganB. cereus danB. thuringiensis. • Duafaktor yang menyebabkanpatogenitasnya: • poly-D-glutamyl capsule: melindungidarifagositosis • Anthrax toxin: terdiriatas 3 komponen, yakni edema factor (inherent adenylatecyclase), protective antigen factor (binding domain) dan lethal factor

34. Bacillus: contohspesies • Bacillus cereus • Secaragenotipdanfenotip (terutamaukuransel) miripdenganB. anthracis • Merupakanmikrobatanah, namunditemukanjugapadamakanan • Agenutamakeracunanmakanan (food-borne illnesses) karenamemproduksitoksin • Duamacampenyakit yang bisaditimbulkanbakteriini: • “Emetic form”, yang disebabkanoleh emetic toxin yang heat-stable. Karakterisasinyaialahmuntah-muntahdanmabuk (nausea), miripdengankasuspencemaranmakananolehS. aureus • “Diarrheal form”, yang disebabkanolehenterotoksin. Gejalanyaadalahkramperutdandiareselama 8 sampai 16 jam, miripdengankasuspencemaranmakananolehClostridium perfringens

35. Bacillus: Contohspesies • Bacillus thuringiensis • Secaragenotipdanfenotip (terutamaukuransel) miripdenganB. anthracis • Dapatdibedakandarikeduasaudaranyakarenabersifatpatogenpadaserangga, terutamalepidoptera • Dapatmembentukkristalparasporal yang bersifattoksikbagi larva lepidoptera • Kelebihannyainimembuat B.T. memilikipotensimenjadiinsektisidaalami • Pembentukanparasporainidikodeolehsuatu plasmid yang jugabisaditransferkeB. cereus, membuatnyamampumemproduksi BT toksin. • Menunjukkandekatnyahubungankekerabatanantaraspesies

36. Irregular Non-Sporing Group

37. Genus Corynebacterium • Karakteristik genus: • Gram positif dengan ujung lurus ataupun melengkung. • Tidak dapat membentuk spora. • Fakultatif anaerob. • Non-motil dan tidak berkapsula. • Contoh species: Corynebacterium diphtheriae.

38. Corynebacterium diphtheriae • Flora normal pada tenggorokan dan nasofaring. • Penyebab penyakit difteri (pharingeal maupun cutaneous), menyebar melalui inhalasi pernapasan dan sentuhan kulit langsung. • Jika tidak segera diobati penyakit dapat menyebar ke jantung (myocarditis), CNS (paralysis), dan ginjal (gagal ginjal).

39. Pencegahan dan Pengobatan • Imunisasi aktif dengan menggunakan vaksin toksoid (DPT). • Imunisasi pasif dengan menggunakan DAT(Diphteria antitoxin) • Menggunakan antibiotik penicillin atau erythromycin.

40. Genus Brevibacterium • Ditemukantahun 1953. • Selpadafase stationer berbentukcocoiddanselpadafaseexponensialberbentukbatang. • NonmotilkecualiB. iodinum. • Memilikidiphosphatidylglycerol, phosphatidylglycerol, and dimannosyldiacylglycerolsebagai polar lipid.

41. Halotoleran (dapat hidup pada kadar NaCl hingga 15%) • Bakteri proteolitik. • Aerob obligat. • GC content: 60 – 67 % mol. • Contoh species: B. casei, B.epidermidis, B. mcbrellneri, B. otitidis,B. avium, B. iodinum, dan B. linens (tipe species).

42. Brevibacterium linens • Bakteri ini digunakan dalam proses pembuatan keju dan ditemukan pada permukaan keju Limburger, Munster, Brick, Tilsiter, and Appenzeller. • Memiliki aktivitas proteolitik, peptidolitik, esterolitik, dan lipolitik yang berperan dalam proses pematangan keju.

43. Genus Bifidobacterium • Anaerob. • Terkadangmembentukhuruf V atau Y. • Gram positifnamun, kadangterlihatsebagai gram negatif. • Nonmotil, tidaktahanasam, dantidakmenghasilkanspora. • Hasilutamafermentasikarbohidratberupaasamlaktatdanasamasetat.

44. Tumbuh pada pH mendekati netral (optimum pada lingkungan sedikit asam). • Suhu pertumbuhan optimum pada 37–410C. • Ditemukan pada saluran pencernaan, vertebrata darah panas, dan pada saluran pembuangan limbah. • Species tipe: Bifidobacterium bifidum.

45. Bifidobacterium bifidum • Merupakan bakteri yang ada pada saluran pencernaan bayi yang diberi oleh ASI. • Mencegah pertumbuhan mikroba patogen. • Bakteri ini digunakan dalam proses pembuatan yoghurt dan berfungsi sebagai probiotik. • Namun, untuk mengemas bakteri ini dalam keadaan hidup terdapat kendala karena bakteri ini termasuk anaerob obligat.

46. Genus Actinomyces • Anggota dari kelas actinobacteria. • Mempunyai struktur seperti hifa pada koloni kulturnya. • Nonmotil, nonsporing, tidak tahan asam. • Fakultatif anaerob. • Hasil perwarnaan gram positif namun terkadang bisa negatif ataupun keduanya.

47. Temperatur optimum untuk tumbuh adalah 35-370C. • Banyak ditemukan di rongga mulut. • Tipe species: A. bovis (penyebab penyakit actinomicosis pada ternak). • Contoh species yang lain: A. israelii.

48. Actinomyces israelii • Penyebab penyakit actinomycosis pada manusia. • Penyakit yang diakibatkan tidak terpeliharanya kebersihan rongga mulut dan akibat adanya luka pada membran mucosa mulut. • Penyakit ini ditandai dengan adanya benjolan pada daerah rahang ataupun mulut penderita. • Dapat disembuhkan dengan menggunakan penicillin ataupun amoxcillin dan juga melalui operasi jika penyakit sudah membesar.

49. Genus Acetogenium • Batang lurus. • Dapat berupa sel tunggal dan juga sel berpasangan. • Nonmotil dan nonsporing. • Anaerob obligat. • Membutuhkan sistein ataupun sulfida agar dapat tumbuh.

50. Thermofilik (tumbuh pada suhu 50-720C dengan suhu optimum pertumbuhan 660C). • Menghasilkan asam asetat sebagai hasil oksidasi H2 dan reduksi CO2. • Dapat pula bersifat kemoorganotrof dengan menggunakan gula menjadi asam asetat. • Ditemukan pada lumpur di danau tropis. • Tipe species: Acetogenium kivui