Struktur Eksternal dan Internal Bakteri
BLOGPERWAT.NET - Bakteri merupakan mikroba uniseluler termasuk kelas Schizomycetes. Susunan sel bakteri terdiri dari struktur eksternal dan struktur internal bakteri.
Fungsi lapisan lendir pada bakteri adalah untuk melindungi bakteri dari pengaruh lingkungan yang
membahayakan, misalnya antibiotik dan kekeringan. Lapisan lendir dapat memperangkap nutrisi dan air, memungkinkan bakteri menempel pada permukaan halus untuk proses 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 homogenisasi suspensi (larutan) bakteri. Pada akhirnya kapsul dapat dipisahkan dari media pertumbuhan bakteri sebagai lapisan lendir.
Ada 5 macam tipe bakteri berdasarkan jumlah dan letak flagelnya, yaitu:
Fimbria umumnya menyebar diseluruh permukaan sel. Kemampuan organisme tertentu seperti Niesseria gonorrhoeae dan enterotoksin Escherichia coli untuk menimbulkan penyakit berkaitan dengan fimbria yang dimilikinya.
Mutasi yang menyebabkan fimbria akan diikuti hilangnya sifat virulens. Fimbria N. Gonorrgoeae memungkinkan bakteri membentuk koloni pada membran mukosa sehingga menimbulkan penyakit.
Bakteri dapat dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan pewarnaan dengan pewarnaan Gram, bakteri Gram positif tetap diwarnai dengan kristal violet pada pencucian, Gram negatif tidak. Semua bakteri memiliki membran sel dimana fosforilasi oksidatif terjadi (karena tidak ada mitokondria). Di luar membran sel adalah dinding sel yang kaku dan melindungi sel dari lisis osmotik.
Pada bakteri Gram positif mengandung banyak lapisan peptidoglikan yang membentuk struktur tebal dan kaku, dan asam teikoat (techoic acid) yang mengandung alkohol (gliserol atau ribitol) dan fosfat.
Dinding sel bakteri Gram negatif mengandung satu atau beberapa lapis peptidoglikan dan membran luar, tidak mengandung asam teikoat, dan karena hanya mengandung sejumlah kecil peptidoglikan, maka dinding sel bakteri Gram negatif relatif lebih tahan terhadap kerusakan mekanis. Bakteri Gram negatif memiliki membran luar tambahan. Membran luar adalah hambatan utama dalam permeabilitas bakteri Gram negatif.
Ruang antara membran dalam dan luar dikenal sebagai ruang periplasmic. Bakteri Gram negatif menyimpan enzim degradatif dalam ruang periplasma. Bakteri Gram positif kekurangan ruang periplasmic, melainkan mereka mengeluarkan exoenzymes dan melakukan pencernaan ekstraseluler. Pencernaan diperlukan karena molekul besar tidak dapat dengan mudah melintasi membran luar (jika
ada) atau membran sel.
Membran plasma juga berfungsi memecah nutrien dan memproduksi energi. Pada beberapa bakteri, pigmen, dan enzim yang terlibat dalam fotosintesis ditemukan pada membran plasma yang melipat ke arah sitoplasma (kromotofor atau tilakoid).
Pergerakan material mikromolekul melewati membran plasma dapat berlangsung satu arah (synport) maupun saling berlawanan (antiport) serta melalui beberapa proses transport aktif dan pasif. Proses pasif (passive transport) meliputi difusi sederhana, difusi dipermudah, dan osmosis). Pergerakan makromolekul melewati membran plasma terjadi melalui proses endositosis yaitu pengangkutan makromolekul ke dalam sel, eksositosis yaitu pengangkutan makromolekul ke luar sel, dan pertunasan (budding)
Endospora berfungsi sebagai pertahanan sel bakteri terhadap panas ekstrim, kondisi kurang air dan paparan bahan kimia serta radiasi. Hanya ada dua genus bakteri dengan kemampuan membentuk struktur khusus berupa endospora yakni Bacillus dan Clostridium yang bersifat Gram positif.
Endospora terbentuk selama kondisi lingkungan tidak memungkinkan bakteri pembentuknya bertahan hidup. Apabila kondisi lingkungan kembali memungkinkan untuk hidup endospora akan berkecambah dan menjadi sel bakteri vegetatif yang berkembang biak secara normal. Struktur endospora terdiri atas inti, kortek, dan selubung (coat).
Proses pembentukan endospora dalam sel vegetatif dikenal proses sporulasi atau sporogenesis. Proses sporulasi dimulai dengan replikasi kromosom bakteri, dan sebagian membran sitoplasma menonjol ke arah dalam dan terpisah membentuk septum bakal spora. Septum bakal spora ini merupakan membran lapis ganda yang mengelilingi kromosom dan sitoplasma. Selanjutnya terbentuk dinding tebal peptidoglikan diantara dua lapis membran dan selubung spora (protein) mengelilingi sisi luar membran. Selubung protein inilah mengakibatkan adanya resistensi endospora terhadap berbagai bahan kimia.
Ketika endospora masak, dinding sel vegetatif hancur, sehingga sel mati, dan endospora dilepaskan. Endospora kembali ke bentuk vegetatif melalui germinasi yang 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
Gambar: Sel bakteri (Ryan Kenneth, 2004)
Struktur Eksternal Bakteri
Struktur eksternal bakteri meliputi glikokaliks, flagela, filamen aksial, fimbria, dan pili.1. Glikokaliks (selubung gula)
Adalah substansi yang mengelilingi sel atau digambarkan sebagai kapsul. Kapsul ini merupakan struktur yang sangat terorganisasi dan tidak mudah dihilangkan. Ketebalan kapsul bervariasi dan fungsinya bagi bakteri, antara lain: sebagai perlekatan bakteri pada permukaan, pelindung sel bakteri terhadap kekeringan, perangkap nutrisi, dan proteksi bakteri. Kapsul melindungi bakteri patogen dari fagositosis sel inang dan pada spesies tertentu berperan pada virulensi. Sebagian besar material kapsul diekskresikan oleh bakteri ke dalam media pertumbuhannya sebagai lapisan lendir (slime).Fungsi lapisan lendir pada bakteri adalah untuk melindungi bakteri dari pengaruh lingkungan yang
membahayakan, misalnya antibiotik dan kekeringan. Lapisan lendir dapat memperangkap nutrisi dan air, memungkinkan bakteri menempel pada permukaan halus untuk proses 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 homogenisasi suspensi (larutan) bakteri. Pada akhirnya kapsul dapat dipisahkan dari media pertumbuhan bakteri sebagai lapisan lendir.
2. 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 12-30µm.Ada 5 macam tipe bakteri berdasarkan jumlah dan letak flagelnya, yaitu:
- Atrikus (bakteri yang tidak memiliki flagela)
- Monotrikus (1 flagela)
- Lofotrikus (1 lebih flagela pada satu ujung sel)
- Amfrikus (sekelompok flagela pada masing-masing ujung sel)
- Peritrikus (flagela menyebar diseluruh permukaan sel).
3. 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 dan memungkinkan arah gerak bakteri berbentuk spiral. Contohnya pada Treponema pallidum dan Leptospira interragants.4. Fimbria (jamak: fimbriae)
Termasuk golongan protein yang disebut lektin yang dapat mengenali dan terikat pada residu gula khusus pada polisakarida permukaan sel. Hal ini menyebabkan bakteri berfimbria cenderung saling melekat satu sama lain atau melekat pada sel hewan.Fimbria umumnya menyebar diseluruh permukaan sel. Kemampuan organisme tertentu seperti Niesseria gonorrhoeae dan enterotoksin Escherichia coli untuk menimbulkan penyakit berkaitan dengan fimbria yang dimilikinya.
Mutasi yang menyebabkan fimbria akan diikuti hilangnya sifat virulens. Fimbria N. Gonorrgoeae memungkinkan bakteri membentuk koloni pada membran mukosa sehingga menimbulkan penyakit.
5. Pili (tunggal pilus)
Secara morfologis sama dengan fimbria, umumnya pili lebih panjang. 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 disebut sebagai pili seks.6. Dinding sel
Dinding sel bakteri merupakan struktur kompleks dan berfungsi sebagai penentu bentuk sel, pelindung sel dari kemungkinan pecah ketika tekanan air di dalam sel lebih besar, serta pelindung isi sel dari perubahan lingkungan di luar sel. Tebal dinding sel bakteri berkisar 10-23 nµ dengan berat berkisar 20% berat kering bakteri. Dinding sel bakteri tersusun atas peptidoglikan (dikenal murein), yang menyebabkan kakunya dinding sel.Bakteri dapat dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan pewarnaan dengan pewarnaan Gram, bakteri Gram positif tetap diwarnai dengan kristal violet pada pencucian, Gram negatif tidak. Semua bakteri memiliki membran sel dimana fosforilasi oksidatif terjadi (karena tidak ada mitokondria). Di luar membran sel adalah dinding sel yang kaku dan melindungi sel dari lisis osmotik.
Pada bakteri Gram positif mengandung banyak lapisan peptidoglikan yang membentuk struktur tebal dan kaku, dan asam teikoat (techoic acid) yang mengandung alkohol (gliserol atau ribitol) dan fosfat.
Dinding sel bakteri Gram negatif mengandung satu atau beberapa lapis peptidoglikan dan membran luar, tidak mengandung asam teikoat, dan karena hanya mengandung sejumlah kecil peptidoglikan, maka dinding sel bakteri Gram negatif relatif lebih tahan terhadap kerusakan mekanis. Bakteri Gram negatif memiliki membran luar tambahan. Membran luar adalah hambatan utama dalam permeabilitas bakteri Gram negatif.
Ruang antara membran dalam dan luar dikenal sebagai ruang periplasmic. Bakteri Gram negatif menyimpan enzim degradatif dalam ruang periplasma. Bakteri Gram positif kekurangan ruang periplasmic, melainkan mereka mengeluarkan exoenzymes dan melakukan pencernaan ekstraseluler. Pencernaan diperlukan karena molekul besar tidak dapat dengan mudah melintasi membran luar (jika
ada) atau membran sel.
Struktur Internal Sel Bakteri
Struktur di dalam sel bakteri disebut struktur internal sel bakteri. Di dalam dinding sel bakteri terdapat sitoplasma yang merupakan substansi yang menempati ruang sel bagian dalam. Di dalam sitoplasma terdapat berbagai enzim, air (80%), protein, karbohidrat, asam nukleat, dan lipid yang membentuk sistem koloid yang secara optik bersifat homogen.1. Membran plasma (inner membrane)
Adalah struktur tipis di sebelah dalam dinding sel dan menutup sitoplasma sel. Membran plasma tersusun atas fosfolipid berlapis ganda dan protein, membentuk model mosaik cairan. Membran plasma berfungsi sebagai sekat selektif material yang ada di dalam dan di luar sel. Materi yang melewati membran plasma yakni makromolekul dan mikromolekul.Membran plasma juga berfungsi memecah nutrien dan memproduksi energi. Pada beberapa bakteri, pigmen, dan enzim yang terlibat dalam fotosintesis ditemukan pada membran plasma yang melipat ke arah sitoplasma (kromotofor atau tilakoid).
Pergerakan material mikromolekul melewati membran plasma dapat berlangsung satu arah (synport) maupun saling berlawanan (antiport) serta melalui beberapa proses transport aktif dan pasif. Proses pasif (passive transport) meliputi difusi sederhana, difusi dipermudah, dan osmosis). Pergerakan makromolekul melewati membran plasma terjadi melalui proses endositosis yaitu pengangkutan makromolekul ke dalam sel, eksositosis yaitu pengangkutan makromolekul ke luar sel, dan pertunasan (budding)
2. Ribosom
Daerah inti (daerah nukleid) adalah daerah yang mengandung bakteri, ribosom yang berperan pada sintesa protein, badan inklusi yang merupakan organel penyimpan nutrisi, dan ensdospora (resting sel) yaitu struktur dengan dinding tebal dan lapisan tambahan pada dinding sel bakteri yang dibentuk di sebelah dalam membran sel.Endospora berfungsi sebagai pertahanan sel bakteri terhadap panas ekstrim, kondisi kurang air dan paparan bahan kimia serta radiasi. Hanya ada dua genus bakteri dengan kemampuan membentuk struktur khusus berupa endospora yakni Bacillus dan Clostridium yang bersifat Gram positif.
Endospora terbentuk selama kondisi lingkungan tidak memungkinkan bakteri pembentuknya bertahan hidup. Apabila kondisi lingkungan kembali memungkinkan untuk hidup endospora akan berkecambah dan menjadi sel bakteri vegetatif yang berkembang biak secara normal. Struktur endospora terdiri atas inti, kortek, dan selubung (coat).
Proses pembentukan endospora dalam sel vegetatif dikenal proses sporulasi atau sporogenesis. Proses sporulasi dimulai dengan replikasi kromosom bakteri, dan sebagian membran sitoplasma menonjol ke arah dalam dan terpisah membentuk septum bakal spora. Septum bakal spora ini merupakan membran lapis ganda yang mengelilingi kromosom dan sitoplasma. Selanjutnya terbentuk dinding tebal peptidoglikan diantara dua lapis membran dan selubung spora (protein) mengelilingi sisi luar membran. Selubung protein inilah mengakibatkan adanya resistensi endospora terhadap berbagai bahan kimia.
Ketika endospora masak, dinding sel vegetatif hancur, sehingga sel mati, dan endospora dilepaskan. Endospora kembali ke bentuk vegetatif melalui germinasi yang 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
