Bagaimana Bakteri Memberi Makan?

Terlepas dari reputasi mereka sebagai patogen penyebab penyakit, banyak bakteri memainkan peran penting dalam ekosistem hanya dengan memakan dan memetabolisme molekul organik dan anorganik di lingkungan mereka. Kontribusi mereka termasuk melepaskan nutrisi yang disimpan dalam bahan organik selama dekomposisi, memecah makanan di usus hewan selama pencernaan, memperbaiki nitrogen di tanah dengan mengubah N₂ gas menjadi amonia, membuat nutrisi tersedia untuk akar tanaman di tanah dan melepaskan oksigen ke atmosfer. Dua faktor menentukan cara bakteri memperoleh nutrisi: kemampuan untuk menghasilkan makanan mereka sendiri atau ketergantungan pada mengkonsumsi molekul organik yang telah terbentuk sebelumnya dan kedua, jenis energi yang mereka butuhkan untuk reaksi kimia ini untuk terjadi.

Dua cara umum memungkinkan untuk pengadaan makanan untuk semua organisme, termasuk bakteri: heterotrofik dan autotrofik. Heterotrof harus mengkonsumsi bahan organik, seperti glukosa, dari luar sel untuk mendapatkan energi. Hal ini terjadi dengan konsumsi langsung karbon dalam bentuk molekul karbohidrat. Autotrof memperoleh nutrisi dengan memproduksi bahan organik mereka sendiri ketika mereka mengambil karbon dioksida dan mengubahnya menjadi karbohidrat.

Bakteri membutuhkan sumber energi eksternal dalam bentuk energi cahaya atau energi kimia untuk bahan bakar metabolisme mereka, yang merupakan faktor lain yang menentukan metode makan mereka. Fototrof adalah bakteri yang menggunakan energi cahaya. Baik fotoheterotrof maupun fotoautotrof membutuhkan sinar matahari. Fotoheterotrof menggunakan sinar matahari untuk menyediakan energi dan mengkonsumsi senyawa organik dari lingkungan mereka untuk sumber karbon mereka. Fotoautotrof, seperti cyanobacteria, menggunakan energi cahaya dalam bentuk sinar matahari dan karbon dioksida dari lingkungan mereka dan menggunakannya untuk menghasilkan karbohidrat melalui proses fotosintesis.

Alih-alih sinar matahari, beberapa bakteri mengandalkan reaksi dengan senyawa kimia anorganik untuk sumber energi mereka. Bakteri yang didorong oleh energi kimia dikenal sebagai kemotrof. Kemoheterotrof menggunakan senyawa organik atau anorganik sebagai sumber energi. Seperti fotoheterotrof, mereka juga harus mengonsumsi karbohidrat dalam bentuk senyawa organik. Kemoautotrof menggunakan energi kimia untuk menghasilkan karbohidrat dari karbon dioksida dalam proses yang disebut kemosintesis.

Sel bakteri terikat oleh selubung sel yang terdiri dari membran sitoplasma bagian dalam dan dinding sel luar. Dinding selnya kaku dan, seperti dinding sel pada sel tumbuhan, memberi bentuk pada bakteri. Tidak seperti sel tumbuhan, hewan, protista atau jamur, bakteri tidak memiliki organel atau nukleus yang terikat membran. Kurangnya organel mencegah bakteri dari menelan partikel melalui endositosis atau fagositosis, teknik yang digunakan oleh sel eukariotik untuk menyelubungi bahan eksternal dan membawa mereka ke dalam sel.

Bakteri mengandalkan difusi untuk memindahkan molekul ke dalam sel melalui membran sitoplasma. Bakteri juga mengeluarkan enzim untuk melarutkan molekul di luar sel untuk memungkinkan mereka melewati membran melalui difusi, suatu proses di mana molekul bergerak dari area dengan konsentrasi tinggi ke area yang lebih rendah konsentrasi. Kadang-kadang difusi sederhana membutuhkan bantuan dari protein untuk memungkinkan molekul masuk ke dalam sel, suatu proses yang disebut difusi terfasilitasi. Metode lain - transpor aktif - membutuhkan energi untuk mengangkut molekul untuk mengatasi gradien konsentrasi dan memungkinkan partikel melewati membran.