BAB I PENDAHULUAN

Kata prokariota (prokaryote) berasal dari bahasa Yunani pro, yang artinya sebelum, dan karyon, yang artinya, kernel atau nukleus. Sel prokariot tidak memiliki nukleus. Materi genetik nya (DNA) terkonsentrasi pada suatu daerah yang disebut nukleoid, tetapi tidak ada membran yang memsahkan daerah ini dari bagian sel lainnya. Sebagian besar prokariota bersifat uniseluler. Namun demikian, beberapa spesies cenderung membentuk kumpulan sementara dalam dua kelompok sel atau lebih. Prokariota yang lainnya memiliki bentuk koloni sejati., yang merupakan kumpulan tetap se-sel yang identik. Bahkan beberapa spesies prokariota memunjukkan suatu organisasi multiseluler sederhana yang memiliki pembagian tugas antara dua jenis sel atau lebih yang telah terspesialisasi. Prokariota memiliki keanekaragaman bentuk sel, dengan tiga bentuk yang paling umum adalah bulat (kokus), batang (basilus), dan heliks (meliputi bakteri yang dikenal sebagai spirilla/spiral dan spirokaeta).

1

BAB II ISI A. Struktur Dan Fungsi

1.

Kapsul Beberapa bakteri mengakumulasi senyawa-senyawa yang kaya akan

air, sehingga membentuk suatu lapisan di permukaan luar selnya yang disebut sebagai kapsul atau selubung berlendir. Fungsinya untuk kehidupan bakteri tidak begitu esensial, namun menyebabkan timbulnya sifat virulen terhadap inangnya. Dalam pembentukan agregasi tanah, senyawa yang terkandung dalam kapsul atau lendir inilah yang sangat berperan. Keberadaan kapsul mudah diketahui dengan metode pewarnaan negatif menggunakan tinta cina atau nigrosin. Kapsul akan tampak transparan diantara latar belakang yang gelap. Pada umumnya penyusun utama kapsul adalah polisakarida yang terdiri atas glukosa, gula amino, rhamnosa, serta asam organik seperti asam piruvat dan asam asetat. Ada pula yang mengandung peptida, seperti kapsul pada bakteri Bacillus sp. Lendir merupakan kapsul yang lebih encer.

2.

Dinding Sel

2

Dinding sel bakteri bersifat elastis. Dinding sel tidak bersifat permeabel terhadap garam dan senyawa tertentu dengan berat molekul rendah. Secara normal konsentrasi garam dan gula yang menentukan tekanan osmotik di dalam sel lebih tinggi daripada di luar sel. Apabila tekanan osmotik di luar sel naik, air sel akan mengalir keluar, protoplasma mengalami pengkerutan, dan membran akan terlepas dari dinding sel, proses ini disebut dengan plasmolisis. Rangka dasar dinding sel bakteri adalah murein peptidoglikan. Murein tersusun dari N-asetil glukosamin dan N-asetil asam muramat, yang terikat melalui ikatan 1,4--glikosida. Pada N-asetil asam muramat terdapat rantai pendek asam amino: alanin, glutamat, diaminopimelat, atau lisin dan alanin, yang terikat melalui ikatan peptida. Peranan ikatan peptida ini sangat penting dalam menghubungkan antara rantai satu dengan rantai Komponen dan struktur dinding sel prokariot ini sangat unik, dan tidak dijumpai pada sel eukariotik. Dinding sel bakteri gram positif terdiri 40 lapis rangka dasar murein, meliputi 30-70 % berat kering dinding sel bakteri. Senyawa lain penyusun dinding sel gram positif adalah polisakarida yang terikat secara kovalen, dan asam teikoat yang sangat spesifik. Dinding sel bakteri gram negatif hanya terdiri atas satu lapis rangka dasar murein, dan hanya meliputi + 10% dari berat kering dinding sel. Murein hanya mengandung diaminopemelat, dan tidak mengandung lisin. Di luar rangka murein tersebut terdapat sejumlah besar lipoprotein, lipopolisakarida, dan lipida jenis lain. Senyawa-senyawa ini merupakan 80 % penyusun dinding sel. Asam teikoat tidak terdapat dalam dinding sel ini. Lisosom adalah enzim antibakteri yang terdapat dalam putih telur dan air mata, dan dapat dihasilkan oleh beberapa bakteri. Lisosim akan merusak ikatan antar N-asetilglukosamin dan N-asetil asam muramat dalam murein, sehingga lisosim dapat merombak murein. dalam dinding sel. Dinding sel yang rusak akan menghasilkan sel tanpa dinding sel yang disebut spheroplas. Spheroplas sangat rentan terhadap tekanan osmotik. Penisilin akan bekerja aktif terhadap dinding sel gram positif yang sedang

3

membelah. Senyawa ini mengakibatkan sel tumbuh tidak beraturan. Dalam hal ini penisilin menghambat pembentukan dinding sel. Fungsi dinding sel berdasarkan strukturnya adalah untuk mempertahankan bentuk sel, memberi perlindungan fisik, dan mencegah supaya sel tidak pecah dalam lingkungan yang hipotonis. Struktur Ekstraseluler pada Bakteri Seperti halnya pada tumbuhan, struktur ekstraseluler pada sel prokariotik khususnya bakteri ditunjukkan oleh dinding sel. Bahan utama penyusun ekstraseluler ini adalah polisakarida yang berikatan dengan substansi lain membentuk supermakromolekul yang melingkupi sel itu sendiri. Fungsi dinding sel pada prokariot adalah untuk menentukan bentuk sel, mengikat antara sel yang satu dengan sel yang lain untuk membentuk koloni, menjaga agar sel tidak pecah akibat tekanan osmotik, melindungi sel dari infeksi virus, dan sebagai reseptor molekul-molekul tertentu. Bakteri dibedakan menjadi dua macam berdasarkan kemampuannya dalam menahan crystal violet iodin ketka diberi pewarnaan dengan aceton atau alkohol. Reaksi pewarnaan tersebut dikenal dengan istilah Gram reaction. Nama tersebut diaambil dari nama Christian Gram, yaitu orang yang mengembangkan proses pewarnaan tersebut pada tahun 1884. Teknik pewarnaan ini menunjukkan perbedaan di dalam struktur bakteri. Mikroskop elektron memperlihatkan bahwa terdapat perbedaan yang mendasar antara bakteri gram negatif dan bakteri gram positif pada komposisi dinding sel, dan komponen lainnya. Sel yang memiliki banyak lapisan peptidoglikan mampu mengikat cristal violet-iodin kompleks ketika di beri pewarnaan dengan acetone, dan sel itu adalah bakteri gram positif. Sedangkan bakteri gram negatif hanya memiliki satu atau dua lapis peptidoglikan sehingga tidak mampu menahan crystal violet-iodine kompleks ketika pewarnaan gram. Dinding sel bakteri gram positif sebagian besar dibangun oleh peptidoglikan. Terdapat sekitar 40 lapisan peptidoglikan yang berperan dalam memberikan kekuatan mekanik pada dinding sel bakteri. Polimer lainnya yang terdapat di dalam dinding sel

4

bakteri adalah asam teichoic dan asam teichuronic yang berperan sebagai permukaan antigen. Dinding sel bakteri gram negatif memiliki sifat yang berlawanan dengan bakteri gram positif. Selaput pembungkus pada bakteri gram negatif lebih kompleks dibanding bakteri gram positif. Dinding sel bakteri gram negatif memiliki dua lapis membran yaitu membran dalam dan membran luar, diantara kedua membran tersebut terdapat bagian periplasma yang terdiri dari satu atau dua lapis peptidoglikan. Membran luar memiliki protein chanel yang disebut porins yang berfungsi sebagai tempat keluar masuknya molekul-molekul tertentu. Membran luar bakteri gram negatif juga memiliki lipopolisakarida yang memiliki struktur antigenik dan bertindak sebagai endotoxin. Endotoxin ini diperlukan untuk memberikan tanda atau sinyal khusus bagi bakteri gram negatif ketika bakteri ini masuk ke lairan darah. Porins dan protein membran luar berperan sebagai transporter yang melalui membran luar.

Tabel 2. perbedaan struktur dinding sel bakteri gram negatif dengan bakteri gram positif (Sumber: Mycobacterial Cell Wall.htm ) Gram-positive Gram-negative organisms organisms

5

Membrane lipid bilayer pada sebagian Bakteri gram negative memiliki dua besar bakteri gram posotif ditutup macam membrane yaitu membrane oleh beberapa lapisan peptidoglikan. luar dengan memrban plasma. Membrane luar berfungsi sebagai selaput permeabilitas dan mengandung lipolisakarida dan porins.

Keterangan :

Dari uraian di atas, maka perbedaan antara bakteri gram positif dengan bakteri gram negatif dapat diringkas kedalam bentuk tabel di bawah ini :

Tabel 3. Perbedaan antara bakteri gram positif dengan bakteri gram negatif No. Bakteri gram positif 1. Mengandung peptidoglikan dengan jumlah yang cukup Bakteri gram negatif Mengandung peptidoglikan dengan jumlah yang sedikit, yaitu sekitar 1 6

banyak, yaitu sekitar 40 sampai 2. 90% di seluruh permukaan. Mengandung asam theicoic.

10% di seluruh permukaan. Tidak mengandung asam theicoic, tetapi memiliki karena lipopolisakarida. mengandung Lipopolisakarida ini memiliki ujung hidrofilik karbohidrat dan memiliki ujung hidofobik karena mengandung asam lemak. Mengandung porins, yaitu suatu channel protein yang dapat membuka jalur hidrofilik, sehingga molekul-molekul kecil dapat melalui membran.

3.

Tidak memiliki porins.

Yang paling menarik yaitu karakteristik dinding sel dari cyanobakteria. Secara morfologi, dinding sel ganggang biru hijau identik dengan bakteri gram negatif. Membran luarnya mengandung polisakarida, meskipun terdapat perbedaan secara kimia, tetapi tetap saja menyerupai lipopolisakarida dari bakteri gram negatif. Daerah diantara membran plasma dan membran luar ditempati oleh lapisan tipis peptidoglikan seperti pada bakteri gram negatif. Anehnya, walaupun secara kimia dan morfologi ganggang biru-hijau ini sama dengan bakteri gram negatif, tetapi setelah dilakukan pewarnaan, maka terlihat bagian dinding ganggang yang berwarna biru. Keadaan tersebut merupakan karakteristik hasil pewarnaan terhadap bakteri gram positif. 3. Membran Plasma Permukaan luar lipid bilayers membran sel bersifat hidrofil, sedangkan permukaan dalamnya bersifat hidrofob. Stabilitas membran sel disebabkan oleh kekuatan hidrofobik antara residu asam lemak dan kekuatan elektrostatis antara ujung-ujung hidrofilik. 7

Pada bilayer terdapat protein yang letaknya tenggelam (di dalam) bilayer atau terdapat pada permukaannya. Pada beberapa bakteri, membran mengelilingi sitoplasma tanpa menunjukkan adanya lipatan. Membran pada bakteri lain mengalami pelipatan ke dalam yang disebut mesosom, pelipatan ke luar yang disebut pili. Pada beberapa bakteri, permukaan selnya dikelilingi oleh puluhan sampai ratusan pili, dengan panjang 12 nm. Pili disebut juga sebagai fimbrae. Sex-pili berperan pada konjugasi sel. Pada bakteri fotosintetik, khlorofil tidak terdapat dalam suatu khloroplas,melainkan terdapat dalam membran yang sangat berlipat-lipat di dalam sel, yang disebut membran tilakoid. Sistem fotosintetik pada bakteri disamping menggunakan klorofil, juga karotenoid. Keduanya mengandung sistem transport elektron yang menghasilkan ATP pada proses fotosintesis. 4. DNA Bahan genetis terdapat di dalam sitoplasma, berupa untaian ganda (double helix) DNA berbentuk lingkaran yang tertutup. Kromosom bakteri pada umumnya hanya satu, tetapi juga mempunyai satu atau lebih molekul DNA yang melingkar (sirkuler) yang disebut plasmid. Sel prokariotik tidak mengandung organel yang dikelilingi oleh membran. Jumlah DNA penyusun pada sel prokariot berkisar antara 0,8-8.106 pasangan basa (pb) DNA. Chromosomal DNA. Plasmids

5.

Ribosom

Ribosom merupakan tempat sintesis protein. Ribosom yang dimiliki sel prokariot berukuran 70S dan tersebar di dalam sitoplasma. 6. Flagel

8

Flagel merupakan salah satu alat gerak bakteri. Letak flagel dapar polar, bipolar, peritrik, maupun politrik. Flagel mengakibatkan bakteri dapat bergerak berputar. Penyusun flagel adalah sub unit protein yang disebut flagelin, yang mempunyai berat molekul rendah. Ukuran flagel berdiameter 12-18 nm dan panjangnya lebih dari 20 nm. B. Pengelompokkan Prokariot Berdasarkan Cara Memperoleh Nutrisi

C. Keanekaragaman Nutrisi Diantara Kemoheterotrof Saproba organik Parasit : Pengurai yang menyerap nutrien dari organik. : Organisme yang menyerap nutrient dari cairan tubuh inangnya yang masih hidup Nutrien organik spesifik cairan bahan

9

Variasi prokariot kemoheterotrof

Contoh: Lactobacillus akan tumbuh dengan baik hanya dalam medium yang mengandung 20 jenis asam amino, beberapa vitamin dan senyawa-senyawa lain. E coli dapat tumbuh pada medium yang hanya mengandung glukosa sebagai satu-satunya unsur organik. D. Metabolisme 1. Metabolisme Nitrogen Nitrosomonas NH3 Pseudomonas denitrifikasi NO2+ atau NO3+ menjadi gas nitrogen di atmosfer Cyanobakteria Fiksasi nitrogen bebas di atmosfer N2 2. NH3 NO2+ Contoh :

Hubungan Metabolik Dengan Oksigen

DAFTAR PUSTAKA

10

Campbell, Reece, Mitchell. 2007. Biologi. Jakarta: Erlangga. Fried,GH,Hademenos, GJ. 2005. Schaums Outlines Biologi Edisi kedua. Jakarta: Erlangga. Kimball, JW. 1992. Bilologi Jilid 3 Edisi kelima. Jakarta: Erlangga. Stansfield, W, Cano R, 2003 Schaums easy Outlines Biologi Molekuler dan Sel. Jakarta: Erlangga.

11