BAKTERI, SEL PROKARIOTIK DAN EUKARIOTIK
1.1.
LATAR BELAKANG
Sel
merupakan unit dasar struktural dan fungsional bagi semua organisme hidup. Sel
memiliki sistem organisasi molekuler dan biokimiawi yang mampu menyimpan informasi, menerjemahkan informasi,
mensintesis molekul sel, serta menggunakan sumber energi untuk melakukan
kegiatan. Sel-sel mampu bergerak dan
mengkompensasikan fluktuasi lingkungan melalui reaksi-reaksi biokimiawi
alternatif di bagian dalamnya. Sel dapat menduplikasi, melangsungkan informasi
turun-temurun seperti juga sistem utama biokimiawi dan molekulernya, sebagai
bagian reproduksi sel. Semua kegiatan ini dikemas dalam suatu unit struktural
yang pokok dalam bentuk kecil.
Makhluk
hidup seluler baik yang bersel tunggal (uniselular) maupun yang bersel banyak
(multiselular) berdasarkan pada beberapa sifatnya, antara lain ada tidaknya
sistem endomembran, dikelompokkan dalam dua tipe sel, yaitu sel prokariotik dan
sel eukariotik. Sel prokariotik, merupakan tipe sel yang tidak memiliki sistem
membran, tidak memiliki organel yang dibatasi oleh sistem membran. Sel
prokariotik terdapat pada bakteri ganggang biru. Sedangkan sel eukariotik
merupakan tipe sel yang memiliki sistem endomembran. Pada sel eukariotik, inti
tampak jelas karena dibatasi oleh sistem membran. Pada sel ini, sitoplasma
memiliki berbagai jenis organel seperti badan golgi, retikulum endoplasma (RE),
kloroplas (khusus pada tumbuhan), mitokondria, badan mikro, dan lisosom.
Bakteri, berasal dari kata
Latin, bacterium (jamak, bacteria); merupakan kelompok raksasa
dari organisme hidup. Bakteri memiliki ukuran yang sangat kecil
(mikroskopis) dan kebanyakan uniselular (bersel tunggal), dengan struktur sel
yang relatif sederhana tanpa nukleus / inti sel, sitoskeleton, dan organel lain
seperti mitokondria dan kloroplas.
Bakteri adalah organisme yang paling
berkelimpahan dari semua organisme. Bakteri tersebar (berada di
mana-mana) di tanah, air, dan sebagai simbiosis dari organisme lain. Banyak
bakteri yang bersifat patogen. Bakteri biasanya hanya berukuran 0,5-5 μm.
Bakteri umumnya memiliki dinding sel, seperti sel hewan dan jamur, tetapi
dengan komposisi sangat berbeda. Banyak yang bergerak menggunakan flagella,
yang berbeda dalam strukturnya dari flagella kelompok lain.
1.2.
RUMUSAN MASALAH
1. Apa
itu sel prokariotik dan sel eukariotik?
2. Bagaimana
struktur dasar sel bakteri?
3. Bagaimana
struktur dan fungsi luar sel bakteri?
4. Bagaimana
struktur dinding sel bakteri?
5. Bagaimana
struktur dan fungsi dalam sel bakteri?
6. Bagaimana
struktur dan fungsi sel eukariotik?
1.3.
TUJUAN
Tujuan Umum
Mengetahui
apa itu sel prokariotik dan sel eukariotik, struktur dasar sel bakteri,
struktur dan fungsi luar sel bakteri, struktur dinding sel bakteri, struktur
dan fungsi dalam sel bakteri, dan struktur sel eukariotik.
Tujuan Khusus
1. Memahami
apa itu sel prokariotik dan sel eukariotik.
2. Memahami
struktur dasar sel bakteri.
3. Memahami
struktur dan fungsi luar sel bakteri.
4. Memahami
struktur dinding sel bakteri.
5. Memahami
struktur dan fungsi dalam sel bakteri.
6. Memahami
struktur dan fungsi sel eukariotik.
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1.
SEL
PROKARIOTIK
Sel
prokariotik, secara stuktural lebih sederhana, dan ditemukan hanya pada
organisme bersel satu atau berkoloni, yaitu bakteri dan aechaea. Secara
sederhana prokariot dapat dikatakan sebagai suatu molekul yang dikelilingi oleh
membran dan dinding sel. Sel prokariotik tidak mempunyai karakteristik yang
dimiliki oleh sel eukariotik yatu organel, tetapi mempunyai sistem membran di
dalam dinding selnya.
Suatu sel prokariotik terdiri dari
DNA, sitoplasma, dan suatu struktur permukaan termasuk membran plasma dan
komponen dinding sel,kapsul, flagela, pili, dan lapisan lendir (slime layer) dan sebagian sel
prokariotik yang mempunyai pigmen
fotosintesis seperti yang ditemukan pada cyanobacteria.
Ciri-ciri
sel prokariotik :
1. Sitoplasma
sel prokariotik bersifat diffuse dan
granular (berbutir-butir) karena adanya ribosom yang melayang di sitoplasma
sel.
2. Membran
plasma yang berbentuk dua lapis fosfolipid, memisahkan bagian interior sel dari
lingkungan sekelilingnya dan berperan sebagai sebagai filter (penyaring) dan lalu lintas komunikasi sel.
3. Tidak
memiliki organel yang dikeilingi membran.
4. Dinding
sel, dimiliki oleh sebagian besar prokariot kecuali Mycoplasma (dari kelompok bakteri) dan Thermoplasma (dari kelopok archaea). Dinding sel bakteri terdiri
atas peptidoglikan yang berperan sebagai pelindung (barrier) tambahan yang berpengaruh eksternal. Dinding sel juga
berfungsi untuk mencegah pecahnya sel akibat tekanan osmotik pada lingungan
yang bersifat hipotonik.
5. Kromosom
umumnya sirkular (kecuali pada bakteri Borrelia
Burgdorferi). Sel prokariotik tidak memiliki inti sejati karena DNA tidak
terselubung oleh membran, sehingga DNA terkondensasi dalam nukleoid (daerah
inti). DNA prokariot juga tidak terikat pada protein histon yang merupakan
protein kromosomal khusus.
6. Dapat
membawa elemen DNA ekstrakromosom yang disebut plasmid, yang umumnya sirkular
(bulat). Plasmid umumnya membawa fungsi tambahan, misalnya resistensi
antibiotik.
7. Beberapa
prokariot memiliki flagela yang berfungsi sebagai alat gerak.
8. Umumnya
memperbanyak diri dengan cara pembelahan biner.
2.1.1. STRUKTUR
DASAR SEL BAKTERI
Bakteri merupakan makhluk hidup bersel
satu (tunggal) dengan ukuran yang sangat kecil dan bentuk yang sangat beragam.
Bentuk tubuh bakteri bisa berbentuk bola, spiral maupun batang. Nah, dari
bentuk inilah para ilmuwan memulai menggolongkan mereka. Penggolongan ini
dimaksudkan agar mudah dalam mempelajarinya. Bentuk bakteri bisa kita lihat
pada gambar berikut ini.
Berbagai
ragam bentuk bakteri:
a)
basillus
b)
coccus
c)
spiral
Dari gambar di atas bahwa bentuk bakteri
ada beraneka ragam, ada yang berbentuk bola atau peluru (kokus), seperti batang
(bacillus), bengkok seperti koma/sekrup (vibrio) dan spiral (heliks). Pada
umumnya, bakteri berbentuk bulat dengan ukuran 0,7 – 1,3 mikron sedangkan sel
bakteri berbentuk batang lebarnya sekitar 0,2 – 2,0 mikron dan panjangnya 0,7 –
3,7 mikron. Perlu diingat bahwa 1 mikron = 0,001 mm, nah dengan ukuran yang
sangat kecil ini, maka bakteri ini hanya dapat diamati dengan menggunakan
mikroskop. Adapun ukuran bakteri yang lebih kecil dari 0,1 m hanya dapat
diamati dengan mikroskop elektron.
Bakteri dapat hidup secara berkoloni. Kita
dapat melihat koloni ini pada makanan yang telah busuk, maka akan keluar cairan
kental dan lengket, warnanya putih agak kekuning-kuningan. Bisa dikatakan,
seperti lendir. Bakteri merupakan makhluk yang mempunyai sel prokariot yaitu
dimana selnya belum mempunyai membran inti. Dia bersel tunggal (satu) dan
umumnya tidak mempunyai klorofil sehingga bersifat heterotrof. Namun ada juga
yang bersifat saprofit atau parasit yaitu tidak bisa membuat makanan sendiri.
Ada juga bakteri yang bersifat autotrof karena memiliki klorofil sehingga dapat
membuat makanan sendiri, misalnya: bakteri hijau dan bakteri ungu. Bakteri
harus melakukan proses respirasi (pernapasan) agar tetap bisa mendapatkan
energi. Ada bakteri yang membutuhkan oksigen yang dinamakan sebagai bakteri
aerobik misalnya bakteri Nitrosomonas yang mampu memecah gula menjadi CO2,
air dan energi namun ada pula bakteri yang tidak membutuhkan oksigen (bakteri
anaerobik) misalnya bakteri asam susu.
Secara umum bentuk bakteri dapat dibagi
kedalam tiga golongan yaitu kokus, basil dan bentuknya lain yang bervariasi.
Bakteri kokus memiliki bentuk bulat seperti bola namun pada perkembangannya
bakteri ini bentuknya bisa bervariasi. Bakteri basil memiliki bentuk batang
atau silinder namun bisa juga memiliki beberapa variasi bentuk lainnya. Untuk
lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar di bawah ini.
Macam-macam
bentuk bakteri:
Susunan sel
bakteri masih sangat sederhana dimana tersusun atas dinding sel dan isi sel.
Pada permukaan luar bakteri terdapat kapsul yang berupa lendir yang berfungsi
melindungi sekaligus sebagai cadangan makanan. Untuk kasus bakteri yang
menyebabkan berbagai penyakit, kapsul ini berfungsi untuk menginfeksi sel
inang. Lebih dalam lagi, maka akan terdapat dinding sel yang kaku dengan fungsi
untuk melindungi isi sel. Dinding sel tersusun dari hemiselulosa dan senyawa
pektin yang mengandung nitrogen. Bakteri tersusun dari membran sel, ribosom, DNA
(deoxyribonucleic acid), dinding sel,
flagel atau flagelium, pilus atau pili (fimbriae),
kapsul, dan endospora.
2.1.2. STRUKTUR
DAN FUNGSI LUAR SEL BAKTERI
Struktur eksternal sel bakteri meliputi glikokaliks, flagela, filamen aksial, fimbria dan pili. Dibawah ini akan dijelaskan mengenai glikokaliks, flagela, filamen aksial, fimbria dan pili:
a. Glikokaliks
Glikokaliks
(selubung gula), merupakan istilah bagi substansi yang mengelilinge sel, dan
digambarkan sebagai kapsul. Kapsul merupakan struktur yang sangat terorganisasi
dan tidak mudah dihilangkan. Ketebalan kapsul bervariasi dan fungsinya bagi
bakteri antara lain sebagai berikut :
·
Sebagai perlekatan bakteri pada
permukaan
·
Pelindung sel bakteri pada kekeringan
·
Perangkap nutrisi
·
Proteksi bakteri
Pada beberapa spesies kapsul berperan
pada virulensi. Kapsul melindungi bakteri patogen dari fagositosis sel inang.
Mayoritas kapsul terdiri dari polisakarida yang mengandung sebagian glukosa,
gula amino, rhamnosa, 2-keto-deoxygalactonic
acid, asam uronat dari berapa macam-macam gula dan beberapa asam organik,
misalnya piruvat dan asetat. Bakteri
streptococcus pneumoniae dan Klebsiella
sp. Memiliki kapsul polisakarida, namun demikian ada beberapa jenis bakteri
yang terdiri dari polipeptida terutama asam poliglutamat. Bakteri Bacillus anthrachis dan Bacillus subtilis memproduksi kapsul
asam D-glutamat.
Slime
(lapisan lendir), sebagian kapsul diekskresikan oleh bakteri kedalam media
pertumbuhannya sebagai lapisan lendir (slime).
Lapisan lendir bakteri tidak terorganisasi dengan baik dan mudah dihilangkan.
Secara spesifik, lapisan lendir ini tersusun dari eksopolisakarida,
glikoprotein, glikolipid. Fungsi dari lapisan lendir pada bakteri adalah untuk
melindungi bakteri dari pengaruh lingkungan yang membahayakan, misalnya
antibiotik dan kekeringan. Lapisan lendir juga dapat memerangkap nutrisi dan
air. Lapisan lendir memungkinkan bakteri untuk menempel pada permukaan yang
halus. Lapisan lendir juga memungkinkan koloni bakteri untuk bertahan pada
proses sterilisasi kimiawi menggunakan klorin, iodin, dan bahan kimia lainnya.
Pada beberapa kasus, keseluruhan
material kapsul dapat dilepaskan dari permukaan sel dengan cara menggojlok atau
melakukan homogenesiasi susoensi (larutan) bakteri. Pada akbirnya kapsul dapat
dipisahkan dari media pertumbuhan bakteri sebagai lapisan lendir. Pembentukan
lendir ini cukup intensif bila pada media pertumbuhan bakteri yang terdapat
sakarosa. Sebagai contoh, bakteri streptococcus
mutans dan streptococcus salivarious yang
merupakan penyebab karies gigi, mengekskresikan heksosil trabsferase yang
mengubah sakarosa menjadi polifruktusa (laevan). Polisakarida menempel pada
permukaan gigi dan merupakan matriks dimana peoduk-produk asam ahasil
fermentasi bakteri genus Streptococcus,
terutama asam laktat, terakumulasi.
b. Flagella
(motilitas)
Flagela,
merupakan filamen yang mencuat dari sel bakteri dan berfungsi untuk pergerakan
bakteri. Flagela berbentuk panjang dan ramping. Panjang flagela pada umumnya
beberapa kali panjang sel dengan garis tengah berkisar 12-30 nm. Ada 5 macam
tipe bakteri berdasarkan jumlah dan letaknya flagelanya, yaitu atrikus.
a. Atrikus
(bakteri yang tidak memiliki flagela)
b. Monotrikus
(1 flagela)
c. Lofotrikus
(1 atau lebih flagela pada satu ujung sel)
d. Amfitrikus
(sekelompok flagela pada masing-masing ujung sel)
e. Dan,
peritrikus (flagela terdistribusi di seleruh permukaan sel).
Flagela mempunyai 3 bagian dasar yaitu
filamen (yang mengandung protein flagelin) kait tempat filamen tertanam, dan
bagian bagian dasar (basal body) yang
memaku flagela pada dinding sel dan membran plasma. Rotasi flagela dapat searah
ataupun berlawanan arah jarum jam di sepanjang sumbu flagela. Gerakan flagela
ini memungkinkan bakteri mendeteksi atau menjauhi stimulus atau rangsang
(taksis), misalnya stimulus kimia (kemotaksis), stimulus udara (aerotaksis),
stimulus medan magnet (magnetotaksis), dan stimulus cahaya (fototaksis).
Kemotaksis merupakan respons bakteri terhadap
stimulus atau rangsang kimiawi. Bakteri dengan flagela peritrikus bergerak
mendekati rangsang kimia. Escherichia
coli memberikan respons yang kuat terhadap beberapa molekul organik seperti
glukosa, galaktosa, asam amino serin, dan asam aspartat.
Fototaksis merupakan respons bakteri terhadap
rangsang cahaya. Fototaksis positif merupakan respons bakteri terhadap sinar
dengan cara mendeteksi sumber cahaya, tetapi seiring makin tingginya intensitas
sinar, bakteri akan tiba-tiba berbalik arah menjauhi sinar, hal ini dikenal
sebagai fototaksis negatif.
Beberapa spesies bakteri bergerak dengan
arah sesuai dengan jalur gaya magnetik. Umumnya pada bakteri tersebut
terkandung ion besi dalam jumlah berkisar 0,4% dari berat kering selnya, berupa
oksida besi feromagnetik (magnetit) dalam bentuk grana (magnetosom) yang
berlokasi didekat flagela. Sebagai contoh, bakteri yang diisolasi dari kutub
utara akan selalu bergerak menuju ke utara dan tidak dapat hidup bila ditumbuhkan
di kutub selatan.
c. Filamen
aksial
Filamen
aksial (endoflagela) adalah kumpulan benang yang muncul pada ujung sel di bawah
selaput luar sel dan berpilin membentuk spiral di sekeliling sel. Rotasi
filamen menimbulkan pergerakan selaput luar sel san memungkinkan arah gerak
bakteri berbentuk spiral. Contohnya adalah pada Treponema pallidum dan Laptospira
interrogans.
d. Fimbrae
Fimbria, disebut juga pili dapat diamati
dengan mikroskop elektron pada permukaan beberapa jenis sel bakteri. Fimbria
merupakan mikrofibril serupa rambut berukuran 0,004 – 0,008 µm. Fimbria lebih
lurus, lebih tipis dan lebih pendek dibandingkan dengan flagela. Struktur
fimbria serupa dengan flagela, disusun oleh gabungan monomer, membentuk rantai
yang berasal dari membran plasma. Salah satu bakteri yang memiliki banyak
fimbria, dapat menginfeksi saluran urin. Sel berfimbria melekat kepada ruang
antar sel, permukaan hidrofobik, dan reseptor spesifik.
Fungsi fimbria dianggap membantu bakteri
untuk bertahan hidup dan berinteraksi dengan inang. Fungsi fimbria, di antara
komponen permukaan sel bakteri yang lainnya, dapat dianggap memiliki aktivitas
fungsional seperti adhesin, lektin, evasin, agresin, dan pili seks. Pada
bakteri patogen yang menyebabkan infeksi, fimbria dan komponen permukaan
lainnya dapat berperan sebagai faktor pelekat spesifik, yang disebut adhesin.
Spesifisitas perlekatan fimbria dapat menyebabkan bakteri menempel dan
berkoloni pada jaringan inang spesifik.
Fimbria 987P, K88, K99 pada strain E. coli enteropatogen (penyebab diarhe) berfungsi untuk kolonisasi
dalam usus babi dan anak sapi. Pada beberapa jenis bakteri, permukaan sel
memiliki protein membran. Protein membran pada Streptococcus pyogenes grup A, diketahui sebagai faktor virulensi,
berperan sebagai faktor pelekat (adhesin) pada proses kolonisasi pada faring,
perlekatan tidak terjadi jika protein membran dinetralisasi oleh antiserum
spesifik, dapat mencegah fagositosis (berperan sebagai suatu evasin) dan
akhirnya berperan sebagai leukosidal (berperan sebagai agresin atau toxin).
Fimbria lain yang masuk kelompok protein
disebut lektin, ditemukan pada hewan dan tumbuhan, yang berikatan dengan gula
spesifik pada permukaan sel. Sebagai contoh, perlekatan fimbria E. coli dan Shigella flexneri terhadap sel darah merah dan jaringan (epitel
usus) secara spesifik dihambat oleh D-manosa dan D-metilmanosida. Pada beberapa
jenis bakteri seperti pada Pseudomonas aeruginosa memiliki fimbria spesifik
untuk mengikat metil-D-galaktosa, L-fruktosa atau D-mannosa pada Vibrio cholerae dan suatu oligosakarida
mengandung D-galaktosa pada Neisseria
gonorrhoeae.
Fimbria strain N. gonorrhoeae yang berbeda memperlihatkan variasi antigenik
yang sangat besar. Hal ini terjadi karena variasi unit monomer fimbria yang
disusun oleh domain peptida terminal antigenik variabel dan menyimpan suatu
domain peptida non-antigenik., domain peptida non-antigenik dapat bersifat
antigenik hanya pada saat diisolasi dengan senyawa kimia. Variabilitas
antigenik dari fimbria gonococcus nampaknya merupakan tipe lain dari fenomena
penolakan sistem imun inang melalui variasi antigenik parasit. Berdasarkan hal
tersebut, fimbria gonococcus disebut evasin.
Mikrofibril bakteri Gram-negatif, sering
disebut pili umum (fimbria) atau sebagai pili seks. Mikrofibril terdapat secara
bebas atau secara simultan pada sel yang sama. Pada permukaan sel tersebar
sekitar 100 – 200 fimbria, hanya 1- 4 pili seks ditemukan pada daerah tertentu.
Pili seks berfungsi untuk mendeteksi adanya antigen spesifik atau diduga untuk
meng-inaktifkan bakteriofaga tertentu, yang menempel secara spesifik pada pili
seks. Faga RNA spesifik menempel sepanjang filamen pili seks, sedangkan faga
DNA berbentuk filamen menempel pada ujung pili. Struktur mikrofibril juga dapat
dilibatkan dalam meluncur dan gerak kedutan lambat pada bakteri yang tidak
berflagel (translokasi permukaan).
e. Pili
Pili
(tunggal: pilus) secara morfologi
sama dengan fimbria. Umumnya pili lebih panjang dibandingkan fimbria. Pili
berperan khusus dalam transfer molekul genetik (DNA) dari satu bakteri ke
bakteri lainnya pada peristiwa konjugasi. Karena fungsinya yang spesifik pada
transfer DNA bakteri, maka pili seringkali disebut sebagai pili seks.
f. Perbedaan
sifat motilitas bakteri
Motalitas merupakan salah satu ciri
penting pengkarakterisasian bakteri. Sifat ini diakibatkan oleh adanya alat
moler cambut yang disebut flagella sehingga sel bakteri dapat berenang didalam
lingkungan air. Motilitas sebagaian besar jenis bakteri motil pada suhu relatif
rendah 15-25
dan mungkin tidak motil pada suhu 37
. Namun, suatu resiko tersendiri bagi
organisme berukuran kecil untuk menerima kenyataan bahwa dengan ukuran tersebut
sel bakteri dapat dipengaruhi oleh aktifitas molekul air/pelarut disekitarnya
yang dinamakan Brownian movement.
Gerakan brown adalah gerak partikel koloid yang bergerak dengan arah tak
beraturan, gerak acak molekul ini dapat membuat sel bakteri bergoyang-goyang
cepat atau lebih tepatnya bergetar tak beraturan sehingga bagi mata yang awas
akan terlihat motil. Sel yang berpengaruh gerak brown diamati pada perbesaran 1000x dengan mikroskop cahaya,
tentunya dengan preparat sederhana dan media kaldu atau koloni yang dicampur
air.
Sel yang bergerak dengan dorongan
flagella akan bergerak lebuh aktif. Jika suatu sel tersebut motil, akan
menciptakan jalur gerak yang tak beraturan. Namun untuk gerak brown sel tampak pasif dan seperti
bergerak sendiri, mirip pada saat menggetarkan batang pensil dengan memutarkan
pergelangan tangan.
Uji motilitas berperan dalam mengetahui
pergerakan bakteri. Bakteri yang dinyatakan positif motil atau bergerak akan
ditunjukan dengan adanya kekeruhan pada media uji yang menunjukan pertumbuhan
koloni.
Berdasarkan mekanisme gerak bakteri bila
didasari oleh ada tidaknya alat gerak dapat digolongkan dalam bakteri yang
bersifat motil dan yang bersifat non motil, bakteri yang bersifat motil
memiliki alat gerak yang dinamakan flagel. Tidak semua bakteri mempunyai daya
motilitas, ada bakteri yang tidak mempunyai alat gerak yaitu flagel sehingga
berdasarkan letak dan jumlah flagel pada sel bakteri, jenis ini digolongkan
dalam bakteri atrik (Dwidjoseputro, 1978).
Dari hasil analisis data dapat diketahui
bahwa bakteri tidak bergerak dengan kekuatan sendiri melainkan bergerak maju kemudian
mundur ke tempat semula. Bakteri tidak menunjukkan gerakan yang cepat dan
perpindahan tempat saat diamati. Oleh karena itu dapat dipastikan bahwa gerakan
yang terjadi adalah gerak Brown
(gerakan yang terjadi pada bakteri akibat adanya energi kinetik). Pada gerak
Brown semua organisme bergetar dengan laju yang sama dan menjaga hubungan ruang
yang tetap satu sama lain, sedangkan bakteri yang motil terus menerus bergerak
kearah tertentu (Wesley & Wheeler, 1988).
2.1.3. STRUKTUR
DINDING SEL BAKTERI
1. Komposisi
Dinding
sel berfungsi sebagai pelindung dari pengaruh buruk dari luar dan pemberi
bentuk sel bakteri. Tebal dinding bakteri berkisar antara 10 hingga 35mm,
bahkan ada beberapa bakteri yang memiliki dinding sel yang amat tebal. Dinding
sel bakteri terdiri atas bermacam-macam bahan organik seperti selulosa,
hemiselulosa, khitin (yaitu karbohidrat yang mengandung unsur N). Dinding sel
sangat berguna bagi bakteri dalam pertumbuhan dan pembelahannya.
2. Karakteristik
Bakteri mempunyai dinding sel yang
tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein dan polisakarida.
Peptidoglikan merupakan polimer yang terdiri dari tiga macam pembangun (1) N –
asetilglukosamin (AGA), (2) asam N – asetilmuramat (AAM), dan (3) suatu peptide
yang terdiri dari empat atau lima asam amino, yaitu L–alanin, D–alanin, asam
glutamat, dan lisin atau asam diaminopimelat. Selain peptidoglikan dinding sel
juga mengandung kandungan kimia lain seperti asam tekoat, protein,
polisakarida, lipoprotein, dan lipopolisakarida yang terikat pada peptidoglikan.
Peptidoglikan bersama-sama dengan dua komponen lain dinding sel yaitu asam
diaminopimelat dan asam tekoat hanya dijumpai pada prokariota. Dinding sel
bakteri Mycobakterium tuberculosis
mengandung sejumlah peptidoglikan, arabinan, dan lipid yang seimbang. Lebih
dari 50% komponen lipid merupakan asam mikolat yang teresterifikasi, sedangkan
25% merupakan asam lemak normal. Asam poli-L-glutamat terikat-peptidoglikan
juga terdapat pada Mycobacterium
tuberculosis.
3.
Mekanisme pewarnaan
Pewarnaan secara gram merupakan salah
satu prosedur yang digunakan dalam klasifikasi bakteri. Komposisi dinding sel
bakteri Gram positif berbeda dari Gram negatif, sehingga pada dinding sel
bakteri Gram positif lebih tebal maka akan menyusut oleh perlakuan alkohol
karena terjadinya dehidrasi. Hal ini menyebabkan pori-pori dinding sel menutup
sehingga mencegah larutnya komplek ungu Kristal iodium pada langkah pemucatan.
Sedangkan pada sel Gram negatif mempunyai kandungan lipid yang lebih tinggi
pada dinding selnya dan lipid pada umumnya larut dalam alkohol dan aseton.
Larutnya lipid oleh pemucat yang digunakan dalam pewarnaan Gram menyebabkan
pori-pori membesar sehingga menyebabkan pemucatan lebih cepat. Perbedaan reaksi
Gram bukanlah fenomena yang mutlak dan kaku, melainkan merupakan perbedaan laju
lepasnya kompleks ungu kristal iodium dari sel pada langkah pemucatan.
Bakteri Gram positif sekalipun dapat
memperlihatkan reaksi Gram negatif bila mengalami pemucatan yang berlebihan.
Dalam keadaan demikian sel-sel Gram-Gram positif akan melepaskan warna primer
dan menerima pewarnaan tandingan. Pada pewarnaan Gram, olesan yang terlalu
tebal tidak akan memucat secepat seperti olesan dengan kerapatan sel yang
normal. Bakteri gram positif adalah bakteri yang mempunyai dinding sel dengan lapisan
peptidoglikan yang tebal. Bakteri ini akan berwarna ungu jika diwarnai dengan
pewarnaan gram. Contoh bakteri gram positif yaitu Neisseria gonorrhoe, Treponema pallidum, Vibrio cholerae, dan Bacillus
subtilis. Sedangkan bakteri gram
negatif adalah bakteri yang mempunyai dinding sel dengan lapisan peptidoglikan
yang tipis. Bakteri ini akan berwarna merah muda atau merah jika diwarnai
dengan pewarnaan gram. Contoh bakteri gram negatif yaitu Eschericha coli, Steptrococcus mutans, dan Staphylococcus.
4.
Perbandingan dan perbedaan struktur
dinding sel bakteri gram positif dan negatif
Berdasarkan
pewarnaan Gram, bakteri digolongkan 2 macam, yaitu:
1. Bakteri
Gram positif.
2. Bakteri
Gram negatif.
Pewarnaan Gram
dapat digunakan untuk determinasi bakteri, yaitu dengan melihat hasil akhir
pewarnaan bakteri. Pada akhir pewarnaan, Gram positif bewarna ungu (violet) dan
bakteri Gram negatif bewarna merah. Perbedaan tersebut terjadi karena adanya
perbedaan komposisi dinding selnya, di mana pada bakteri Gram negatif lebih rumit
daripada Gram positif.
Tabel perbandingan antara bakteri Gram
positif dan Gram negatif.
KETERANGAN
|
GRAM
POSITIF
|
GRAM
NEGATIF
|
Dinding
sel
|
Sederhana
|
Lebih
komplex
|
Struktur
dinding sel
|
1
lapisan peptidoglikan
|
2
lapisan :
a. bagian
luar :
lipopolisakarida dan
protein.
b. bagian
dalam :
peptidoglikan.
|
Ketebalan
|
15-80
nm
|
10-15
nm
|
Berat
|
50%
berat kering sel
|
10%
berat kering sel
|
Syarat
nutrisi
|
Lebih
kompleks
|
Lebih
sederhana
|
Resistensi
terhadap :
- Penisilin
- Streptomisin
- Ungu
kristal
- Fisik
|
Lebih
rentan
Kurang
rentan
Pertumbuhan
terhambat
Lebih
resisten
|
Kurang
resisten
Resisten
Lebih
resisten
Kurang
resistensi
|
5.
Bakteri tahan asam
Bakteri
tahan asam (BTA) merupakan bakteri yang memiliki ciri-ciri yaitu berantai
karbon (C) yang panjangnya 8-95nm dan memiliki dinding sel yang tebal yang
terdiri dari lapisan lilin dan asam lemak mikolat, lipid yang ada bisa mencapai
60% dari berat dinding sel. Bakteri yang termasuk BTA antara lain :
- Mycobacterium tuberculose
- Mycobacterium bovis
- Mycobacterium leprae
- Mycobacterium avium
- Nocandia meningtidis
- Nocandia gonorrhoeae
Mycobacterium
tuberculose adalah bakteri patogen yang dapat
menyebabkan penyakit tuberculose dan bersifat tahan asam sehingga digolongkan
sebagai bakteri tahan asam (BTA). Penularan Mycobacterium
tuberculose terjadi melalui jalan pernafasan (Syahrurachman, 1994).
Mikrobakteria adalah kuman aerob, tidak
membentuk spora, berbentuk batang dan tidak mudah diwarnai tetapi jika telah
diwarnai tahan dekolorisasi oleh asam atau alkohol dan karena itu dinamakan
hasil “basil tahan asam” (BTA).
Pewarnaan Zhiel
Neelson atau pewarnaan tahan asam memilahkan kelompok Mycobacterium dan
Nocandia dengan bakteri lainnya. Kelompok bakteri ini disebut bakteri tahan
asam karena dapat mempertahankan zat warna pertama (carbol fuchsin) sewaktu dicuci dengan larutan pemucat (alkohol
asam). Larutan asam terlihat berwarna merah, sebaliknya pada bakteri yang tidak
tahan asam karena larutan pemucat (alkohol asam) akan melakukan reaksi dengan carbol fuchsin dengan cepat, sehingga
sel bakteri tidak bewarna (Lay, 1994).
6. Archaea
dan Mikoplasma
a. Archaea
Archaea sebagai grup prokariot, baru dikenali
sebagai domain terpisah kira-kira tiga dekade yang lalu. Karena itu analisis
struktural dari seluruh isolat archae belumlah cukup lengkap.
Sebagai konsekuensinya, banyak pengetahuan mengenai detail
struktur sel Archaea yang berdasarkan pada struktur sel bakteri, dikarenakan
kemiripan struktur dalam sel kedua domain tersebut.
Pada umumnya Archaea memiliki ukuran sel yang sama dengan eubakteria (1.5-2.5
µm3).
Seluruh karakteristik struktur
umum sel Archaea yang merupakan sel prokaryotik memiliki
kemiripan dengan eubakteria, baik itu fungsi maupun penamaanya. Archaea
tergantung pada proses difusi untuk transportasi nutrisi dan metabolit sekunder
ke dalam maupun keluar badan sel. Karenanya, Archae memiliki rasio
area permukanan terhadap volume sel yangcukup tinggi. Pada sel Archaea
tidak ada pembagian ruang menggunakan ikatan membran organel seperti yang
ada di dalam sel eukariot, serta struktur internal
seperti polyhydroxyalkanoat, granules,
carboxysomes, dan lain-lain jauh berbeda dengan eubakteria.
Dinding sel Archaea berbeda dengan Gram positif dan
Gram negatif yang merupakan tipe umum dinding sel bakteri. Dinding sel yang
disusunmurein tidak pernah ditemukan pada Archaea. Penggantinya, dinding sel
selalu disusun oleh lapisan S yang merupakan sub unit protein yang disusun
secara teratur pada permukaan sel. Polisakarida juga sering ditemukan
berasosiasi dengan pembungkus, walaupun dalam banyak kasus sturkturnya tidak
dikenal. Lapisan S Archaea sangat sensitif terhadap detergen seperti SDS (sodium diodecyl sulfat) yang dapat
melarutkan protein. Sel Archaea juga cepat terurai dalam larutan yang berisi
konsentrasi rendah detergen. Meskipun lapisan S umum dalam bakteri, lapisan S
biasanya hanya salah satu komponen dari kelompok pembungkus dan ditemukan di
luar lapisan murein, kecuali pada Genus Planctomyces,
Pasteuria dan Thermomicobrium roseum,
pada bakteri ini, lapisan S merupakan komponen terbesar dari dinding sel.
Pembungkus
sel dari beberapa Archaea juga sama dengan pembungkus sel bakteri. Thermoplasma adalah Archaea seperti
halnya Mycoplasma pada bakteri merupakan dua prokariot yang
tidak memiliki dinding sel. Beberapa Metanogen, seperti Methanobacterium, memiliki suatu dinding sel dari polimer yang
disebut pseudomurein yang mirip sekali dengan murein (peptidoglikan dalam
bakteri). Pseudomurein disusun oleh polisakarida yang berhubungan secara
menyilang dengan asam amino, mirip sekali dengan murein. Sedangkan,
polisakarida disusun oleh N asetiltalosaminuronat. Asam muramat komponen
sakarida umum dari murein, tidak ditemukan. Juga asam D.amino yang umum dalam
petidoglikan bakteri. Dalam hal yang lain, secara kimia dan fisika dari
pseudomurein dan murein adalah serupa. Keduanya tahan terhadap protease atau
enzim-enzim yang menghidrolisis ikatan peptida.
b. Mycoplasma
Mycoplasma
adalah genus bakteri yang tidak memiliki dinding sel. Tanpa dinding sel,
Mycoplasma tidak berpengaruh oleh kebanyakan antibiotik biasa seperti penisilin
atau antibiotik betalaktam lain yang umumnya menyerang sintesis dinding sel.
Beberapa spesies genus ini merupakan patogen bagi manusia, termasuk M. pneumonia, yang merupakan penyebab utama Pneumonia atipis
dan gangguan respirator lain, serta M.
genitalium, yang diyakini terlibat dalam penyakit radang pelvis. Dengan
diameter 0,1 mikron, Mycoplasma adalah
sel terkecil yang diketahui.
2.1.4. STRUKTUR
DAN FUNGSI DALAM SEL BAKTERI
a. Sitoplasma
Merupakan substansi yang
menempati ruangan sel bagian dalam. Didalam sitoplasma terdapat berbagai
enzim, air (80%), protein, karbohidrat, asam nukleat, dan lipid yang membentuk
sistem koloid yang secara optik bersifat homogen. Selain dikelilingi oleh
dinding sel sitoplasma juga dikelilingi oleh membran sel (membran plasma) dan
kadang-kadang terdapat lapisan di sebelah luar dinding sel berupa kapsul atau
lapisan lendir (slime layer). Fungsi
sitoplasma yaitu sebagai tempat terjadinya reaksi-reaksi metabolisme sel
(Sylvia T,Pratiwi 2006).
b. Nukleoid
Hanya berisi asam nukleat, umumnya
mengandung kromosom melingkar tunggal yang menyimpan informasi genetik
prokariota. Fungsinya adalah untuk pengendali dan pengatur sel.
c. Ribosom
Ribosom adalah organel-organel kecil yang tersebar
dalam sitoplasma dan berfungsi dalam sintesis protein, ribosom tersusun dari
senyawa protein dan RNA (Ribonukleic acid)
jumlah ribosom didalam suatu sel bakteri mencapai ribuan contohnya, Escherichia coli yang mempunyai 15.000
ribosom. Fungsinya adalah berperan dalam proses sintesis protein.
d. Benda
inklusi
Zat zat inklusi yang dimaksud dalam
sitoplasma adalah zat zat yang tidak dapat larut yang membentuk suspensi dalam
sitosol. Terdapat banyak jenis zat inklusi dan sel, dan semuanya tergantung
jenis sel tersebut. Selain itu, inklusi juga dapat berupa droplet atau butiran
butiran lipid (lemak) ataupun campuran antara lemak dan protein yang biasa
digunakna oleh sel prokariot dan eukariot dalam menyimpan makanannya, contohnya
pada jaringan atau sel adiposa yang sitosolnya banyak berisi droplet lipid.
a) Granula
metakromatik
Di
dalam sitoplasma dapat ditemukan granula metakhromatik yang terdiri atas
volutin, granula glikogen serta granula lemak. Granula metakhromatik sering
ditemukan pada jenis-jenis kuman patogen tertentu dan berbentuk khas untuk
kuman tersebut. Di dalam sitoplasma dapat ditemukan granula metakhromatik yang
tersebut di dalam sediaan mikroskopik. Misalnya kuman difteri mempunyai granula
metakhromatik karena bila diwarnai dalam sediaan, granula tersebut akan
berwarna lain dari pada zat warna yang digunakan. Misalnya bila diwarnai
sediaan kuman difteri dengan zat warna biru metilen, granula Babes-Ernst akan
berwarna coklat tua. Pada spesies kuman tertentu, granula metakhromatik
terletak pada tempat-tempat khas di dalam sel kuman.
b) Granula
sianofisin
Granula
sianofisin yaitu badan inkusi yang terdapat pada sinobakteria yang berfungsi
untuk menyimpan nitrogen.
c) Granula
sulfur
Granular
sulfur (belerang) atau granular fosfat,
senyawa anorganik yang di simpan dalam sitoplasma. Granula sulfur terdapat pada
beberapa jenis bakteri.
d) Inklusi
lipid
Inklusi lipid, seperti polimer asam
poli-β-hidroksibutirat terdapat pada Mycobacterium, Bacillus, Azotobacter, dan
Spirillum.
e) Karboksisom
Karboksisom,
terdapat pada bakteri nitrifikasi, sianobakteri dan Thiobacilli yang
menggunakan CO2 sebagai sumber karbon untuk fiksasi.
f) Magnetosom
Merupakan
sebuah struktur intraseluler bakteri yang terdiri atas mineral besi, yaitu
magnetit (Fe3O4) yang dapat membuat sebuah orientasi
pergerakan bakteri mengikutan medan magnet. Pergerakan bakteri akibat
magnetosom disebut sebagai magnetotaksis (proses pengubahan orientasi dan
pergerakannya sepanjang medan magnet bumi).
e. Endospora
Endospora
(resting cell) yaitu struktur dengan
dinding tebal dan lapisan tambahan pada sel bakteri yang dibentuk disebelah
dalam membran sel. Endospora
merupakan sebuah fasa yang dilakukan oleh beberapa bakteri, seperti Bacillus
dan Closridium memproduksi bentuk pertahanan hidup pada kondisi yang tidak
menguntungkan. Proses ini dikenal sebagai sporulasi. Spora bakteri berbeda
dengan spora pada jamur. Spora bakteri tidak mempunyai fungsi sebagai alat
reproduksi. Endospora ini tahan terhadap kondisi lingkungan ekstrem seperti
suhu yang tinggi, kekeringan, senyawa kimia beracun (disinfektan antibiotik) dan radiasi sinar UV. Endospora
dapat disebut sebagai fase tidur dari bakteri. Endospora mampu bertahan sampai
kondisi lingkungan kembali menguntungkan, kemudian membentuk proses germinasi,
dan membentuk bakteri sel tunggal.
Endospora merupakan sel yang tahan
terhadap kekeringan karena mempunyai dinding sel yang tebal dan lapisan
tambahan. Endospora terbentuk didalam sel dan mampu tumbuh menjadi organisme
vegetatif yang baru. Bila dipaparkan pada lingkungan luar, endospora tahan
terhadap panas, kekurangan air, dan paparan bahan kimia toksik serta radiasi.
Salah satu karakteristik endospora bakteri adalah susunan kimiawinya, yaitu
mengandung sejumlah besar asam dipikolinat, yang mencapai 5-10% berat kering
endospora.
Struktur
endospora terdiri atas inti (core),
korteks, dan selubung (coat). Inti
tersusun atas sitoplasma terdehidrasi, DNA, ribosom, enzim, dan lain
sebagainya. Korteks tersusun atasmodifikasi lapisan dinding sel (peptidogikan)
yang tidak saling silang (cross-linked) sebagaimana pada sel vegetatif. Selubung
tersusun atas protein yang bersifat impermeabel terhadap bahan-bahan kimiawi.
Ketika dilakukan pengamatan menggunakan
mikroskop cahaya, struktur ini sangat refraktif
karena impermeable terhadap
pewarna yang umumnya digunakan untuk pengamatan bakteri. Strukturnya harus
diamati oleh malakit green sehingga pewarna ini akan meresap ke dalam struktur
ini dan dibantu dengan steam. Pengamatan menggunakan mikroskop elektron
menunjukkan perbedaan yang sangat besar antara sel vegetatif dan endospora.
Endospora memiliki lapisan terluar, yaitu eksosporium. Di dalamnya terdapat
beberapa lapisan protein. Dibawah eksosporium terdapat korteks, yang terdiri
atas peptidoglikan yang terhubung silang secara longgar. Di dalam korteks,
terdapat sebuah inti, yang mengandung dinding inti, membran sitoplasma,
sitoplasma, nukleoid, ribosom, dan beberapa seluler yang esensial.
Fungsi
endospora adalah bentuk kehidupan alternatif yang dihasilkan oleh Bacillus, Clostridium, dan beberapa genera bakteri termasuk
Desulfotomaculum, Sporosarcina, Sporolactobacillus, Oscillospira, dan
Thermoactinomyces. Bacillus adalah aerob obligat yang tinggal di tanah
sementara Clostridium spesies yang wajib Anaerob sering ditemukan sebagai flora
normal dari saluran usus pada hewan. Endospora dibentuk oleh bakteri, pada
kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan, missal kekurangan nutrisi dan air,
suhu yang sangat panas atau sangat dinging serta racun. Endospora berupa tubuh
berdinding tebal dan sangat resisten (tahan).
Fungsi Endospora ini sebagai pelindung dari bakteri. Endospora
mengandung sedikit sitoplasma, materi genetik, dan ribosom. Dinding endospora
yang tebal tersusun atas protein dan menyebabkan endospora tahan terhadap
kekeringan, radiasi cahaya, suhu tinggi dan zat kimia. Jika kondisi lingkungan
menguntungkan endospora akan tumbuh menjadi sel bakteri baru. Endospora lebih
tahan terhadap keadaan lingkungan yang kurang menguntungkan daripada sel
vegetatif bakteri. Proses pembentukan spora dinamakan proses sporulasi. setelah
kondisi lingkungan membaik, endospora akan pecah menjadi sel vegetatif kembali,
dinamakan proses germinasi.
f. Mekanisme
pembentukan endospora
Proses pembentukan endospora dalam
sel vegetatif (sel induk) dikenal sebagai proses sporulasi atau sporogenesis.
Mekanisme terjadinya sporulasi adalah sebagai berikut:
1.
Pada
tahap pertama bakteri membentuk filamen aksial. Pembentukan filamen aksial
tidak berlangsung lama.
2.
Pembentukan
septum asimetris, menghasilkan sel induk dan calon sel pra-spora.
Masing-masing sel menerima DNA anakan.
3.
Selanjutnya
terjadi fagositosis sel pra-spora oleh sel induk,
sehingga sel pra-spora menjadi bentukan yang disebut protoplas.
4.
Tahap
ketiga adalah perkembangan protoplas yang disebut perkembangan spora-awal (forespore).
Pada perkembangan spora-awal belum terbentuk peptidoglikan, sehingga bentuk
spora-awal tidak beraturan (amorf).
5.
Pembentukan
korteks (peptidoglikan). Spora-awal menyintesis peptidoglikan sehingga
spora-awal mempunyai bentuk pasti. Pembentukan peptidoglikan oleh spora-awal
disebut juga pembentukan korteks.
6.
Pembentukan
pembungkus (coat). Spora-awal menyintesis berlapis-lapis pembungkus
spora. Pembungkus spora disintesis baik secara terus-menerus maupun
terputus-putus, sehingga tampak seperti penebalan korteks. Material korteks dan
pembungkus spora berbeda.
7.
Pematangan
spora. Spora bakteri menyintesis asam
dipokolinat
dan melakukan pengambilan kalsium. Dua komponen ini merupakan karakteristik
resistensi dan dormansi endospora.
8.
Tahap
terakhir adalah pelepasan spora. Terjadi lisis sel induk, sehingga spora yang
telah matang keluar. Tidak ada aktivitas metabolik yang terjadi sampai spora
siap untuk melakukan germinasi. Proses sporulasi ini biasanya
berlangsung sekitar 15 jam.
g. Germinasi
Endospora kembali ke bentuk
vegetatif melalui proses yang disebut germinasi. Germinasi dipacu oleh tekanan
fisik atau kerusakan kimia pada selubung endospora. Selanjutnya enzim endospora
akan memecah lapisan tambahan yang mengelilingi endospora, air memasuki sel,
dan proses metabolisme kembali aktif. Karena satu sel vegetatif membentuk satu
endospora yang setelah proses germinasi tetap menjadi satu sel, sporulasi
bakteri bukan merupakan proses reproduksi karena proses ini tidak meningkatkan
jumlah sel.
2.1.5. STRUKTUR
KIMIA DAN FUNGSI PLASMA MEMBRAN SEL PROKARIOTIK
Membran
plasma atau biomembran yang juga dikenal dengan biomembran adalah selaput
tipis, halus, dan elastis yang menyelubungi permukaan sel hidup.membran plasma
bersifat semipermeabel dengan ketebalan 75Å -100 Å, yang mampu melewatkan spesi
tertentu dan menahan spesi yang lain. Spesi yang memiliki ukuran lebih besar
dari pori membran akan tertahan dan spesi yang memiliki ukuran lebih kecil dari
pori membran dapat melewatinya. Dengan kata lain, membran plasma memiliki sifat
traspor yang selektif.
Hasil
penelitian menunjukan bahwa membran plasma sangat beragam, baik dari segi
struktur maupun dari fungsi. Meski demikian, semua membran plasma dibentuk dari
molekul-molekul lipid dan protein yang terhubung satu dengan yang lainnya oleh
gaya-gaya nonkovalen yang saing menunjang. Hampir seluruh membran plasma
tersusun atas lipid dan protein, yang susunan proteninnya sekitar 35% lipid,
62% protein, dan 3% polisakarida. Lipidnya terdiri atas 60% fosfolipid, 25%
kolesterol, dan 15% lipid lain.
Membran
plasma bukan hanya pembungkus sel atau pembatas sel dengan lingkungannya,
tetapi ikut serta dalam pengaturan isi sel. Banyak proses yang esensial dalam
sistem hidup berlangsung di dalam strutur membran. Beberapa peranan membran
plasma yang penting adalah:
-
Pengatur keluar masuknya zat dari dan
dalam sel
-
Tempat berlangsungnya beberapa enaergi
-
Penghubung transfer energi antara bagian
dalam dan luar sel
Lipid
membran plasma adalah fosfolipid dan glikolipid. Juga ada kolesterol.
Dua
jenis fosfolipid penyusun membran plasma adalah :
1.
Fosfogliserida, yaitu fosfolipid yang
struktur kimianya mempunyasi residu penyusun gliserol. Misalnya
fosfatidil-kolin (lesitin), fosfatidil etanolamin (sefalin), dan fosfatidil
serin.
2.
Fosfosfingolipid, yaitu fosfolipid yang
struktur kimianya mempunyai residu penyusun sfingol (sfingosin), misalnya
sfingomielin.
Glikolipid merupakan lipid majemuk turunan
sfingol yang mengandung karbohidrat, dan dikenal sebagai glikorebrosida.
Karbohidrat rebrosida yang berupa galaktosa disebut galaktoserebrosida,
sedangkan yang karbohidratnya glukosa disebut glukoserebrosida. Lipid lainnya
yang penting dalam membran plasma adalah kolesterol. Kolesterol terdapat dalam
eukariot tidak dalam prokariotik.
Protein membran plasma tersebar secara
tidak merata diantara permukaan luar dan permukaan dalam membran plasma.
Berdasarkan letaknya, protein membran plasma dibedakan menjadi dua:
1.
Protein integral
Proterin
intrinsik adalah protein yang seluruhnya atau sebagian terbenam dalam dua lapis
lipid, bersifat amfipatik, dan berbentuk globular. Bagian molekul yang terbenam
bersifat hidrofobik, sedangkan molekul yang mencuat keatas bersifat hidrofilik.
2. Protein
periferal
Protein
ekstrinsik terdapat pada permukaan membran plasma. Protein ini tiak mengadakan
interaksi secara langsug dengan fosfolipid dalam membran plasma, tetapi terikat
lenmah pada bagian hidrofilik protein integral spesifik. Protei ini mudah
dipisahkan dari membran plasma. Protein periferal bersifat hodrofilik karena
kandungan residu asam amoni hidrofilik penyusunnya dan gugusan hidroksil
polisakarid pendek glikoprotein penyusunnya.
Karbohidrat membran plasma mengandung
2-10 % karbohidrat. Karbohidrat atau gua pada mebran sel ini adalah residu
penyusun glikoprotein dan glikolipid.
2.2.
SEL
EUKARIOTIK
Sel
eukariotik merupakan sel yang
memliki sistem endomembran. Sel tipe ini secara struktural memliki sejumlah
organel pada sitoplasmanya. Organel ini memiliki fungsi yang khas yang
berkaitan satu dengan lainnya, dan berperan penting untuk menyokong fungsi sel.
Organisme yang memiliki tipe sel ini antara lain hewan, tumbuhan, dan jamur
baik multi seluler maupun uniseluler.
2.2.1. FLAGELLA,
DINDING SEL, DAN GLIKOKALIKS
Flagela terdiri dari struktur yang berbeda. Pada bakteri,
flagela terbuat dari protein flagellin. Pada eukariota, flagela terdiri dari
mikrotubulus dikelilingi oleh membran plasma. Gerakan flagela eukariotik
membutuhkan adenosin trifosfat (ATP).
Prokariota menggunakan energi dari gaya gerak proton, yang merupakan gradien
ion yang terletak pada membran sel. Sebuah flagelum (flagela adalah bentuk
jamak) adalah struktur seperti cambuk yang melekat pada dinding sel. Fungsi
utama dari flagela adalah untuk membantu bergerak sel. Sperma laki-laki,
misalnya, bergerak melalui organ reproduksi wanita karena gerakan flagella
mereka.
Tipe sel
eukariotik pada tumbuhan sedikit berbeda dengan pada hewan. Pada sel hewan,
pada bagian luar sel tidak ditemukan adanya dinding sel, sebaliknya pada
tumbuhan dan jamur ditemukan adanya dinding sel. Walaupun demikian dinding sel
tumbuhan dan sel jamur secara kimiawi berbeda penyusunnya. Pada jamur
didominasi oleh chitin sedangkan pada tumbuhan selulosa.
Pada kebanyakan sel hewan, bisa terdapat
sebuah lapisan karbohidrat di luar membran plasma, tetapi bukan merupakan
sebuah pembungkus terpisah. Lapisan itu disebut glikokaliks dan berasosiasi
dengan sangat rapat dengan membran. Glikokaliks umumnya berupa rantai pendek
karbohidrat, tetapi terikat kovalen dengan lipid atau protein membran dan
menghasilkan pelapis tipis serupa bulu pada sel. Glikokaliks mengandung
reseptor-reseptor bagi berbagai jenis zat yang mengkin berinteraksi dengan sel.
2.2.2. MEMBRAN
SITOPLASMA
Membran plasma juga disebut sebagai
membran sel karena bekerja sebagai penghalang antara permukaan dalam dan luar
sel. Membran plasma dapat didefinisikan sebagai membran biologis atau membran
luar sel, yang terdiri dari dua lapisan fosfolipid dan tertanam dengan protein.
Ini adalah lapisan membran semi permeabel tipis, yang mengelilingi sitoplasma
dan pendukung lain dari sel.
2.2.3. ORGANELA
1. Nukleus
Nukleus
merupakan organel terbesar yang berada dalam sel dengan diameter sekitar 10 µm.
Nukleus berfungsi sebagai pengatur pembelahan sel, pengendali seluruh kegiatan
sel, dan pembawa informasi genetik.
2. Mitokondria
Mitokondria adalah organel yang memiliki dua jenis membran yaitu membran luar dan membran dalam.
Kedua membran ini bersifat kuat, fleksibel, stabil, dan tersusun dari
lipoprotein. Membran dalam yang berlekuk-lekuk disebut krista yang berfungsi
untuk memperluas bidang permukaan agar proses penyerapan oksigen dan
pembentukan energi lebih efektif. Fungsi mitokondria ini adalah tempat
respirasi aerob.
3. Kompleks
golgi
Badan golgi berupa tumpukan kantung-kantung pipih,
berfungsi sebagai tempat sintesis dari
sekret (seperti getah pencernaan, banyak ditemukan pada sel kelenjar),
membentuk protein dan asam inti (DNA/RNA), serta membentuk dinding dan membran
sel.
4. Retikulum
Endoplasma
Retikulum
Endoplasma (RE) berupa saluran-saluran yang dibentuk oleh membran RE. Terdapat dua macam RE, yaitu RE halus dan
RE kasar. RE kasar adalah RE yang ditempeli ribosom, berfungsi sebagai tempat
sintesis protein. Sedangkan RE halus adalah RE yang tidak ditempeli ribosom,
berfungsi sebagai tempat sintesis lipid.
5. Ribosom
Struktur ini berbentuk bulat
terdiri dari dua partikel besar dan kecil, ada yang melekat sepanjang R.E. dan
ada pula yang soliter. Ribosom merupakan organ sel terkecil yang tersuspensi di
dalam sel dan struktur ini hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron. Fungsi ribosom adalah sebagai tempat
sintesis protein.
6. Lisosom
Lisosom
berasal dari kata lyso = pencernaan dan soma = tubuh. Organel ini
adalah membran yang berbentuk kantong kecil berisi enzim hidrolitik (hidrolase)
disebut lisozim, yang berfungsi untuk pencernaan intra sel (mencerna zat yang
masuk ke dalam sel).
7. Sentriol
Sentriol
merupakan organel yang dapat dilihat ketika sel mengadakan pembelahan. Pada
fase tertentu dalam daur hidupnya sentriol memiliki silia atau flagela.
Sentriol hanya dijumpai pada sel hewan, sedangkan pada sel tumbuhan tidak. Sentriol
berjumlah sepasang, terletak saling tegak lurus antar sesamanya di dekat
nukleus. Pada saat pembelahan mitosis, sentriol terbagi menjadi dua,
masing-masing menuju ke kutub sel yang berbeda. Kemudian terbentuklah
benang-benang spindel yang menghubungkan kedua kutub tersebut. Benang spindel
berfungsi menarik kromosom menuju ke kutub masing-masing.
8. Badan
Mikro
Disebut
badan mikro karena ukurannya kecil, hanya bergaris tengah 0,3-1,5 mikrometer.
Badan mikro terdiri atas peroksisom dan glioksisom.
9. Mikrotubulus
dan Mikrofilamen
Mikrotubulus
dan mikrofilamen menyusun struktur rangka sel yang disebut sitoskeleton. Pada
organisme multiseluler, sitoskeleton disusun oleh mikrotubulus, mikrofilamen,
dan filamen intermediet. Mikrotubulus merupakan organel berbentuk tabung atau
pipa, yang panjangnya mencapai 2,5 mikrometer dan diameter 25 nm. Tabung-tabung
kecil itu tersusun atas protein yang dikenal sebagi tubulin. Fungsi
mikrotubulus adalah berperan dalam pergerakan sel. Mikrofilamen juga berperan
dalam pergerakan sel. Organel ini berbentuk benang-benang halus, tipis, dan
memanjang. Mikrofilamen tersusun atas dua macam protein, yaitu aktin dan
miosin. Mikrofilamen banyak terdapat pada sel-sel otot. Diameter mikrofilamen
hanya 5 nm. Pada sel otot, mikrofilamen mengakibatkan adanya kontraksi pada
sel-sel otot. Apabila aktin dan miosin saling menjauh, sel otot akan relaksasi.
BAB
III
PENUTUP
3.1
KESIMPULAN
Jadi kesimpulan dari pembahasan diatas
adalah sel prokariotik secara stuktural lebih sederhana, dan ditemukan hanya
pada organisme bersel satu atau berkoloni, yaitu bakteri dan archaea. Sel
eukariotik merupakan sel yang
memliki sistem endomembran. Bentuk bakteri ada beraneka ragam, ada yang
berbentuk bola atau peluru (kokus),
seperti batang (bacillus), bengkok
seperti koma/sekrup (vibrio) dan
spiral (heliks). Struktur eksternal
sel bakteri meliputi glikokaliks, flagela, filamen aksial, fimbria dan pili. Struktur
dalam sel bakteri meliputi sitoplasma, nukleotid, ribosom, benda inkusi,
granula metakromatik, granula sianotisin, granula sulfur, inkus lipid,
karboksisom, endospora, magnetosom, karboksisom.
DAFTAR
PUSTAKA
Agus
Syahrurachman,
dkk. 1994.
Buku Ajar Mikrobiologi Kedokteran Edisi
Revisi. Jakarta: Bina Rupa Aksara.
Brookks,
Geo.F, dkk. 2005. Mikrobiologi Kedokteran.
Jakarta: Salemba Medika.
Budi Lestari, Purwaning, dan Wahyu
Hartati, Trias. 2017. Mikrobiologi
Berbasis Inkuiry. Malang: Penerbit Gunung Samudra.
Campbell,
Neil A. Reece dkk. 2002. Biologi jilid 1.
Jakarta: Erlangga.
Dwidjoseputro, D. 1978. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta: Djambatan.
Ferdinand, P Fictor. 2007. Biologi. Jakarta: Grafindo.
Fried, George H. 2005. Schaum’s outline. Jakarta: Erlangga.
Karmana,
Oman, & Nurdiansyah, Andri. 2008. Biologi. Bandung: Grafindo Media Pratama.
Lay,W.B. 1994.
Analisa Mikroba di Laboratorium. Edisi
I. Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada.
Lestari,
Purwaning Budi. 2017. Mikrobiologi
Berbasis Inkuiry. Penerbit: Gunung Samudra.
Perry,
J.J, Staley,J.T, and Lory,S. 2002. Microbial
Life. Sinauer Ass. Publ.Sunderland.
Pratiwi,
Sylvia T. 2008. Mikrobiologi Farmasi.
Jakarta: Erlangga.
Saefudin. 2010. Biologi Sel. Bandung: UPI.
Sri
Harti, Agnes. 2012. Mikrobiologi
Kesehatan: Peran Mikrobiologi dalam Bidang Kesehatan. Penerbit Andi: STIKES
Kusuma Husada.
Volk
, Wesley A. dan Margaret F. Wheeler. 1988. Mikrobiologi
Dasar. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Comments
Post a Comment