STRUKTUR DAN FUNGSI SEL BAKTERI Dr.Ni’matuzahroh 2011

1. Bacillus 3. Spiral 2. Coccus Salmonella typhimurium Sarcina Vibrio B. anthracis Salmonella typhimurium 3 4 3. Spiral 2. Coccus Sarcina Vibrio Spirillum Staphylococcus aureus

2. Other shapes Leptothrix (sheathed) Alysiella filiformis Streptomyces (filamentous) Alysiella filiformis (tricome-shaped) Yersinia pestis (pleumorfic) Galionella Square bacteria Prosthecomicrobium (star-shaped)

Perbedaan struktur sel Hewan dan Tanaman

Struktur Sel bakteri

Prokariotik

Struktur di luar dinding sel Flagela Fili Kapsul/lapisan lendir Selongsong Tangkai Dinding sel Struktur di sebelah dalam dinding sel Membran sitoplasma Mesosom Sitoplasma dan struktur-struktur di dalam sitoplasma Daerah sitoplasma Daerah nukleus Inklusi sitoplasma

Flagellum Structure Flagela : Struktur granuler tepat dibawah membran sel di dalam sitoplasma Fungsinya untuk motilitas Tersusun dari 3 bagian : tubuh dasar, struktur seperti kait, sehelai filamen panjang di luar sel Terdiri dari protein (flagelin) Jumlah dan pola perlekatannya menjadikan dasar klasifikasi bakteri Bisa dilihat di mikroskop dengan pewarnaan khusus, Diamati pergerakannya dengan preparat basah

Fili Disebut philus (jamak) /fimbrae Ukuran lebih kecil, lebih pendek, lebih banyak dari flagela Hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron Tidak berfungsi untuk motilitas Dijumpai pada spesies motil dan non Fungsi : melekat pada permukaan Pintu gerbang masuknya bahan genetik

Pili By genetically altering the adhesive tips of their pili, certain bacteria are able to: 1) adhere to and colonize different cell types with different receptors, and 2) evade antibodies made against the previous pili

Kapsul Lapisan kental/lendir yang mengelilingi bakteri Ukuran bergantung pada media dan kondisi lingkungan Disekresikan oleh sel bakteri Tidak mudah lepas dari sel Fungsi : melindungi sel bakteri cadangan makanan Virulensi (menginfeksi) Kapsul S. pneumoniae

DAMPAK KEBERADAAN BAKTERI BERKAPSUL Menyumbat filter Berkembangnya lapisan yang tidak dikehendaki pada perangkat/pipa Mempengaruhi kualitas produk akhir

Lapisan lendir

SELONGSONG Selubung sel yang terdiri dari senyawa logam yang tidak larut seperti feri dan mangan oksida, mengendap disekitar sel sebagai produk dari kegiatan metabolik bakteri Dibentuk oleh sel bakteri dari senyawa besi dan mangan terlarut yang ada di lingkungan Sel yang terbungkus merupakan sel –sel tunggal tetapi menyerupai filamen Dijadikan dasar pengelompokan bakteri Bakteri selongsong ditemukan di perairan tawar yang kaya bahan organik, air kotor

Bakteri Berselongsong Genus : Sphaerotilus, Leptothrix, Haliscomenobacter, Lieskeella, Phragmidiothrix, Crenothrix

TANGKAI Pembentukan asesori setengah kaku yang memanjang dari sel Diameter lebih kecil dari sel Tangkai mempunyai substansi yang lengket di ujung yang jauh, berfungsi untuk melekatkan pada permukaan padat Habitat : di lingkungan air (tawar dan asin) Contoh : Caulobacter sp.

Caulobacter sp. Caulobacter crescentus dividing into a stalk daughter cell (top) and a motile daughter cell with a flagellum

DINDING SEL Terletak antara substansi ekstrakseluler dan membran sitoplasma Struktur yang amat kaku yang memberikan bentuk pada sel Tebal dinding 10 -35 nm Merupakan bagian terbesar dari komponen sel bakteri (10 – 40 % ) berat kering bakteri Penting untuk pembelahan dan pertumbuhan

Lanjutan dinding sel Hasil isolasi dan analisis komponen dinding sel membantu dalam menentukan komponen komponen penyusun dinding sel bakteri Komposisi dinding sel bakteri penting untuk : Membedakan bakteri dari prokariotik lainnya Membedakan satu kelompok baketri dengan kelompok lainnya

KOMPOSISI KIMIA DINDING SEL BAKTERI Peptidoglikan (penyebab kakunya dinding sel bakteri) Merupakan polimer yang amat besar, terdiri dari 3 macam bahan pembangun: 1. N-asetilglukosamin (AGA), 2. asam N-asetilmuramat (AAM), 3. dan peptida yang terdiri dari empat/lima asam amino : L-alanin, D-alanin, asam D-glutarat, lisin/asam diaminopimelat

Lanjutan dinding sel Komponen lain yang terikat pada peptidoglikan : asam tekoat, protein, polisakarida, lipoprotein, lipopolisakarida Komponen dinding sel bakteri bervariasi bergantung pada spesies bakteri Komponen konstan (1, dan 2) Keragaman terletak pada asam amino yang ada dan sifat ikatan antar asam amino

CELL WALL components : Peptidoglycan, Teichoid acid, outer membrane, lipopolysacaride, periplasmic space Gram positive Wall Structure Terletak antara substansi ekstrakseluler &membran sitoplasma kaku  memberi bentuk sel Tebal 10 -35 nm Bagian terbesar komp sel bakteri (10 – 40 % ) berat kering bakteri Penting  pembelahan & pertumbuhan

Komposisi dinding sel bakteri penting untuk Membedakan bakteri dari prokariotik lainnya Membedakan satu kelompok bakteri dengan kelompok lainnya. Gram negative Wall Structure Komp dd sel bak bervariasi bergantung  spesies bak * Komp konstan (1& 2) * Keragaman terletak pada asam amino yang ada dan sifat ikatan antar asam amino

Berdasar perbedaan komposisi dd sel  pengelompokan bakteri  Gram +/-  pewarnaan Gram

Teknik pewarnaan Gram Penyiapan bahan : ReagenCrystal Violet (the Primary Stain), Iodine Solution (the Mordant), Decolorizer (ethanol is a good choice,) Safranin (the Counterstain), Water (preferably in a squirt bottle) material 1 2 3 4 2. Place your slide on a slide holder or a rack. Flood (cover completely) the entire slide with crystal violet (60 secons). 3. Now, flood your slide with the iodine solution (60 secons) 4.add the ethanol dropwise until the blue-violet color is no longer emitted from your specimen (5 secons) then rinse with water 5. flood your slide with the iodine solution (60 secons) then rinse with water & dry

Membran sitoplasma membran sel yang terletak di bawah dinding sel Fungsi : mengendalikan lalu lalang sistem kimiawi (ion-ion mineral, gula, asam amino, elektron, metabolit lain) dalam sel Cara : difusi pasif dan transport aktif

Membran Plasma Membran sel yang terletak di bawah dinding sel Fungsi : mengendalikan lalu lalang sistem kimiawi (ion-ion mineral, gula, asam amino, elektron, metabolit lain) dalam sel Cara : difusi pasif dan transport aktif

MESOSOM Lanjutan membran sitoplasma ke arah dalam /invaginasi ,membran sel kedalam sitoplasma Fungsi : sintetis dinding sel dan pembelahan Dijumpai bermula pada titik tempat membran mulai invaginasi sebelum terjadinya pembelahan Melekat pada nukleus

Struktur di dalam sitoplasma Bahan yang dikandung dalam sitoplasma 1. daerah sitoplasma Granuler, kaya akan RNA 2. daerah kromatin/nukleus Kaya akan DNA 3. tubuh inklusi

DAERAH SITOPLASMA Banyak mengandung partikel RNA – protein, ribosom terkemas padat di seluruh daerah sitoplasma Fungsi : biosintesa protein

DAERAH NUKLEUS Bahan nukleus/DNA di dalam sel bakteri menempati posisi : dekat pusat sel, terikat pada sistem mesosom sitoplasma Merupakan alat genetik/genom bakteri, yang terdiri dari : kromosom tunggal dan bundar, tempat semua genom berpautan Bahan nukleus bakteri : tubuh kromatin, nukleoid, kromosom bakteri

Plasmids

Bacterial Artificial Chromosomes Bacterial artificial chromosomes (BACs) are used to clone much larger DNA fragments (150-300 kb) These have been extremely useful in genome sequencing projects Use the F plasmid to provide replication functions, selection is for CAM resistance and the inserts can be large DNA is easy to recover for analysis

Note that plasmid is vector that carries DNA into recipient cells Transformation Other vectors include viruses (transduction) as well as otherwise inert projectiles

DNA donor tidak dapat bereplikasi sendiri karena tidak mempunyai daerah origin of replication DNA donor dari berbagai sumber dapat dimasukkan ke plasmid untuk membentuk molekul rekombinan DNA ligase berfungsi menyambung jika dua fragmen telah berhibridisasi

INKLUSI SITOPLASMA Kumpulan berbagai substansi kimiawi yang menumpuk dan membentuk granula serta globul di dalam sitoplasma Contoh : bakteri belerang mempunyai inklusi belerang Inklusi bisa berisi : polifospat, lipid, glikogen, pati

Inklusi

PROTOPLAS Protoplas adalah isi sitoplasma yang dikelilingi oleh membran sitoplasma Ciri protoplas adalah : tidak mempunyai dinding sel, tidak dapat membelah diri, tidak membentuk dinding sel, tidak rentan terhadap infeksi oleh bakteriofage Protoplas mengambil bentuk bola, karena tidak memiliki dinding sel luar

SFEROPLAS Sferoplas isi sitoplasma yang dikelilingi oleh membran sitoplasma, tetapi masih belum terbebas dari bahan dinding sel

SPORA Bagian sel bakteri yang secara metabolik dorman, dihasilkan pada fase yang lanjut dari pertumbuhan sel Pada kondisi yang sesuai akan berkecambah dan menghasilkan sel yang sama seperti aslinya (sel vegetatif) Spora bersifat tahan terhadap banyak bahan fisik dan kimiawi Ada 2 bentuk : Di luar sel vegetatif (eksospora) : Streptomyces Di dalam sel vegetatif (endospora ) : Bacillus

EKSOSPORA Spora eksternal Misal : Streptomyces menghasilkan serantaian spora (konidia) yang disangga di ujung hifa, suatu filamen vegetatif Proses pembentukan spora baketri serupa dengan pada beberapa cendawan

Streptomyces sp dan berbagai kapang

ENDOSPORA Hanya terdapat pada baketri Merupakan tubuh berdinding tebal, sangat refraktif, dan sangat resisten Dihasilkan oleh semua spesies Bacillus, Chlostridium, dan Sporosarcina Semua endospora bakteri mengandung sejumlah besar asam dipikolinat, suatu substansi yang tidak terdeteksi pada sel-sel vegetatif, dan kalsium Asam dipikolinat merupakan 5 -10 % dari berat kering endospora Diduga lapisan korteks endospora terbuat dari kompleks Ca-asam dipikolinat-peptidoglikan

ENDOSPORA Letak endospora di dalam sel serta ukurannya selama pembentukannya tidak sama bagi semua spesies. Contoh : Bacillus cereus ( spora eliptical, sentral) Chlostridium tetani (spora bola, terminal) Chlostridium subterminal (ovoid, subterminal) Spora sangat resisten terhadap kondisi fisik yang kurang menguntungkan seperti suhu tinggi dan kekeringan serta bahan kimia

Endospore Production

Struktur Endospora Various types endospore in bacteria 1.Round; 2. Ellipsoidal; 3. Ova; 4.Cylindrical; 5. Kidney shaped 6. Banana shaped

Endospora pada bakteri

TERIMA KASIH