4/3/2014MORFOLOGI & STRUKTUR BAKTERI

mempunyai bentuk dan ukuran yang beragamStruktur yang lebih sederhana dari sel eukariotMemiliki struktur unik yang tidak ditemui di sel eukariot

Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc.

propertyprocarioteeucariotemembrane nucleusabsentpresentnumber of chromosomonemore than onenucleolus absentpresentmitosisnoyesmitochondriaabsentpresentchloroplastabsentpresentreabsentpresentgolgi apparatusabsentpresentribosom70s80slysosomabsentpresent

Prokariot memiliki ukuran 0,1-0,2 m dengan diameter 50 m, sedangkan eukariot memiliki ukuran 2 m dan diameter lebih dari 200 m.Prokariot terbesar Epulopiscium fishelsoni, simbion dengan ikan, dengan diameter 50 m dan panjang 0,5 mm.

Sel Prokariot dan eukariot

Sel ProkariotDaerah nukleusSel EukariotNukleusOrganel

Flagel PiliKapsulMembran PlasmaSitoplasmaDinding selLipopolisakaridaAsam TekoatInklusiSpora

Motilitas pergerakanKarakteristik: panjang, tipis (diameter 20 nm), dilihat dengan pewarnaan flagel melalui EMPenataan flagel:Monotrikus: 1 flagelFlagel polar: flagel di ujung selLopotrikus: kumpulan flagel di salah satu atau kedua ujungAmfitrikus: satu flagel di masing-masing ujungPeritrikus: seluruh permukaan

Penataan flagel

Struktur flagel

Struktur Flagel:Filamen yang tersusun atas protein flagel (flagelin)Hook, protein yang mengabungkan filamen dengan bagian motor flagel (tubuh basal)Tubuh basal: tertanam pada membran sitoplasma dan dinding selTersusun atas batang sentral yang berukuran kecil, menghubungkan sistem cincin (cincin luar & cincin dalam)Bakteri gram negatif: cincin luar tertanam pada lapisan LPS dan peptidoglikan; cincin dalam tertanam pada membran sitoplasmaBakteri gram positif: hanya terdiri atas cincin dalam yang tertanam pada membran sitoplasma yang dikuatkan

Bakteri gram PositifBakteri gram negatif

Pergerakan flagel:Flagel dapat berputar lebih dari 60000 rpm (kecepatan 60 panjang sel/detik ~ 0,00017 km/jam)Cheetah mempunyai kecepatan 110 km/jam ~ 25 panjang tubuh/detik

Pergerakan Run and Tumble diatur oleh perputaran flagelCounterclockwise spin = Straight Run Clockwise spin = Random TumblePergerakan lainnya:Gliding: menghasilkan lendir, sel meluncur pada lendir tersebut. Ex: SianobakterSwarming: diindikasikan dengan adanya cincin konsentris pada koloni pertumbuhan sel

Pergerakan pada bakteri dipengaruhi oleh faktor fisik atau kimia yang ditemui di lingkungan:Kemotaksis: respon terhadap senyawa kimiawi.fototaksis: respon terhadap cahaya.Magnetotaksis: respon terhadap medan magnet.Aerotaksis: respons terhadap oksigen

Sel bergerak secara acak dengan run dan tumble tanpa keberadaan atraktankeberadaan atraktan mempengaruhi pergerakan Sel ke arah gradien atraktan

Memiliki struktur yang sama dengan flagel (tersusun atas protein), namun tidak terlibat dalam motilitasBerfungsi dalam penetrasi pada permukaan sel target dan terlibat dalam proses konjugasi (pertukaran materi genetik)Copyright 2002 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings

Sering dikenal dengan istilah glikokaliks, lapisan polisakarida yang berada pada bagain luar sel.Komposisi lapisan bervariasi: tebal/tipis; kaku/fleksibelPada bakteri patogen, glikokaliks berperan dalam penetrasi terhadap sel inang yang mampu berikatan dengan permukaan membran sel inangLapisan S: lapisan protein atau glikoprotein

Fungsi glikokaliks dan lapisan S:Perlindungan dari sel inang (fagositosis)Perlindungan dari cekaman lingkungan (kekeringan/desikasi)Penetrasi ke permukaan sel inangPerlindungan dari senyawa kimia di lingkungan (deterjen)Pergerakan meluncur (glidding) pada beberapa kelompok bakteriPerlindungan terhadap cekaman osmosis lingkungan

Lapisan S pada Deinococcus radiodurans

Polimer peptidoglikan/murein (asam amino + gula)Ciri khas pada bakteriFleksibelGula NAM & NAG:N-asetilglukosaminN-asetil asam muramatAsam amino:L-alaninD-alaninD-asam glutamatLisin (DAP)Gula & asam amino terikat dengan ikatan silang

Fungsi dinding sel: menjaga bentuk sel, perlindungan dari tekanan fisik, senyawa yang toksik, menjaga tekanan osmotik sel terhadap lingkungannyaBerdasarkan dinding sel (dari pewarnaan gram) dibedakan:Bakteri gram positifBakteri gram negatif

Gap antara membran plasma dan dinding sel (gram +) atau membran plasma dengan membran luar (Gram -)Periplasma: senyawa yang mengisi ruang periplasma.Enzim periplasma:Pada gram -Fungsi: nutrisi, transpor elektron, sintesis peptidoglikan, modifikasi senyawa toksikEksoenzim:Pada gram +Fungsi memiliki kesamaan dengan enzim periplasma gram -

Memiliki struktur yang lebih sederhana Lapisan peptidoglikan yang tebal pada bagian luar Memiliki asam tekoatBeberapa memiliki lapisan protein yang melingkupi permukaan peptidoglikan

Tersusun atas gliserol, fosfat, ribitolMenjadikan permukaan luar bermuatan negatifBerfungsi dalam penetrasi terhadap fage; pengikatan ion Ca2+

Lapisan peptidoglikan yang tipis yang dikelilingi oleh membran pada bagian luar Membran luar lebih permeabel dibandingkan membran plasma: protein porin dan protein transporProtein porin membentuk saluran (channel) yang melewatkan molekul berukuran kecil (600-700 dalton)Membran luar tersusun atas lipid, lipoprotein dan lipopolisakarida (LPS)Tidak ada asam tekoat

Hanya dimiliki oleh kelompok bakteri gram negatifSering diistilahkan sebagai membran luarTahan terhadap panas, sulit dipisahkanStruktur:Lipid APolisakarida:Polisakarida inti: Ketodeoksioktonat/KDO; gula berkarbon 7 (heptosa); glukosa; galaktosa; N-asetilglukosaminPolisakarida-O: galaktosa; glukosa, ramnosa; mannosa

Fungsi LPS:Perlindungan dari pertahanan sel inangMenjadikan permukaan sel bermuatan negatif (polisakarida inti)Menstabilkan membran luar (lipid A)Endotoksin (lipid A)

Senyawa yang mengisi antara membran dan nukleoidTersusun atas: 80 % air (20 % garam-protein)Penting dalam tekanan osmotikTidak memiliki organel (mitokondria, golgi)Mengemas ribosom dan tubuh inklusi

Matrikssitoplasma

Inklusi atau granul: tersusun atas bahan organik atau inorganik sebagai tempat penyimpanan cadangan energi/makanan untuk membentuk struktur sel.Beberapa dilapisi membran tunggal:Komposisi bervariasiDapat berupa protein atau lipidTersusun atas Poli--asam hidrobutirat (PHB) yang membentuk polimer dengan ikatan ester. Panjang polimer berkisar C4 C18.Cadangan energi/makanan berupa Poli--hidroksialkanoat (PHA)Bentuk lainnya berupa glikogen

Vakuola gas

Struktur kompleks yang tersusun atas protein dan RNATempat sintesis proteinLebih kecil dibandingkan ribosom eukariot:Ribosom prokariot 70SRibosom eukariot 80SS = Svedburg unit Untuk menyatakan koefisien sedimentasi biomolekul dan komponen sel.

Daerah dengan bentuk yang tidak beraturanMengandung kromosom (umumnya 1/sel):DNA utas ganda sirkular Tidak terikat membran

Molekul DNA di luar kromosom (ekstrakromosomal)Mampu bereplikasi secara independen dari kromosomTidak dibutuhkan dalam pertumbuhan & reproduksiMengandung gen yang menguntungkan (resisten obat)

Bentuk dormansi bakteriStruktur yang resisten:Panas, radiasi, dingin, asam, desinfektan kimiawiPerebusan > 1 jam tetap viabelMembutuhkan energi dan waktu untuk membentuk sporaPewarnaan spora: menentukan lokasi yang menjadi dasar klasifikasi sentral, subterminal,terminalStruktur:Spore coatCortexCore (Spore protoplast)

Komponen penyusun inti endosporaAir dalam konsentrasi yang rendahSmall acid-soluble spore proteins (SASPs):Melindungi DNA dari radiasi UV, pengeringan & pemanasanSumber karbon & energi untuk pembentukan sel vegetatif baru (germinasi)

apa yang membuat Endospora menjadi sangat resisten?Kalsium (yang membentuk kompleks dengan asam dipikolinat) pada IntiProtein pengikat DNA yang larut dalam asam Inti yang terdehidrasiPelindung sporaEnzim yang mampu memperbaiki DNA (selama germinasi)

Tersusun atas lipid dan protein (fosfolipid) bilayerLipid terdiri atas dua lapisan (bilayer)Protein: tertanam atau berasosiasi dengan lipidBersifat asimetrik, fleksibel, dan dinamis

Fungsi membran plasma:Menjaga lalu lintas molekul atau ion dari dan keluar sel dengan permeabilitas yang selektifTempat sintesis proteinRespirasi/fotosintesisPembelahan selSintesis dinding selSekresi proteinTempat melekat flagelProtein sensorik: komunikasi selular

sekian

Proses pembentukan endopora

*Flagel polar: flagel berada di salah satu ujung atau di kedua ujung sel*Asam lemak bersifat hidrofobik; gliserol bersifat hidrofilik. Beberapa kation seperti MG2+ dan Ca2+ turut membantu kestabilan membran dengan ikatan ionik fosfolipid yang bermuatan negatif.*Flagel polar: flagel berada di salah satu ujung atau di kedua ujung sel*****Asam lemak bersifat hidrofobik; gliserol bersifat hidrofilik. Beberapa kation seperti MG2+ dan Ca2+ turut membantu kestabilan membran dengan ikatan ionik fosfolipid yang bermuatan negatif.