STRUKTUR SEL PROKARIOTIK:
BACTERIA DAN ARCHAEA
Ciri-ciri Bacteria
• Berukuran 1–5μm. Bacteria terkecil ,Mycoplasma, berukuran kurang dari 1μm
• Bakteri memiliki 3 bentuk utama: bacillus, coccus,
curved (vibrio, spirochaeta). Ada juga bentuk persegi, segitiga atau seperti bintang.
• Setiap bentuk memiliki keuntungan
– Bacillus: memiliki permukaan yang besar
memudahkan mengambil nutrien dari lingkungan – Coccus: tidak mudah menguap
• Struktur penting pada seluruh sel prokariotik adalah:
membran sel, sitoplasma, ribosom, dan kromosom.
• Pada umumnya, organisme prokariotik memiliki dinding sel. Tetapi ada beberapa yang membentuk selubung permukaan atau glikokaliks.
Struktur Internal Sel
1. Sitoplasma: bagian sel yang berada di bagian dalam membran plasma Fungsi:
– Tempat kegiatan metabolisme sel
– Penyimpanan bahan-bahan kimia bagi
2. Kromosom bakteri atau nukleoid: mengandung DNA.
Beberapa bakteri memiliki DNA tambahan dalam bentuk plasmid.
3. Plasmid
– Tidak berperan dalam pertumbuhan dan
reproduksi, sehingga jika plasmid hilang sel tetap dapat bertahan hidup
– Plasmid mungkin memiliki gen pengode toksin atau resistensi antibiotik
4. Ribosom: situs sintesis protein
Antibiotics such as tetracycline and chloramphenicol can tell the difference—they bind to bacterial
ribosomes and block protein synthesis, but do not bind to eukaryotic ribosomes.
5. Badan inklusi penyimpanan makanan
6. Endospora
– Merupakan bentuk dorman dari sel bakteri yang tahan terhadap kondisi ekstrem, seperti suhu dan pH.
Membran plasma
• Membran plasma tersusun atas fosfolipid bilayer dan protein
• Fungsi: melindungi isi sel; menyaring zat yang keluar-masuk sel (membran selektif permeabel)
Fosfolipid terdiri dari:
Bagian kepala hidrofilik Bagian ekor: hidrofobik
Protein: berperan secara
• In some locations, the cell membrane forms internal folds in the cytoplasm called mesosomes.
• Mesosome increase the internal surface area available for membrane activities.
• Because bacteria have none of the eukaryotic
organelles, the cell membrane provides a site for
energy reactions, nutrient processing, and synthesis.
• A major action of the cell membrane is to regulate transport; the membrane is a selectively permeable structure.
• The cell membrane is involved in secretion, or the release of a metabolic product into the extracellular environment.
• Other products (enzymes and toxins) are secreted by the membrane into the extracellular environment.
• Membran sitoplasma pada beberapa bakteri
diperkuat oleh Hopanoid, yatu molekul rigid dan
Dinding Sel
• Fungsi: melindungi dan memberi bentuk pada sel
• Komponen utama dinding sel pada bakteri adalah
PEPTIDOGLIKAN (murein)
• Peptidoglikan terdiri atas subunit-subunit N-asetilglukosamin, N-asam asetilmuramat dan rantai peptida pendek
• Rantai peptida tersusun atas asam amino seperti L-alanin, D-alanin, D-asam glutamat, dan L-lisin. Selain itu, juga memiliki DAP (diaminopimelic acid).
• Molekul prekursor untuk peptidoglikan disintesis di dalam sel dan dihantarkan melalui membran plasma menggunakan carrier bactoprenol phosphate
• Beberapa agen antimikroba bekerja dengan menghambat sintesis dinding sel bakteri.
– Antibiotik β-lactam seperti penisilin menghambat kerja transpeptidase sehingga melemahkan
dinding sel
Agen lain: Lisozim
• Peptidoglikan dapat dihancurkan oleh Lisozim
• Lisozim merupakan protein yang memotong ikatan β -1,4-glikosidik antara N-asetilglukosamin dan N-asam asetilmuramat.
• Hal tersebut akan melemahkan dinding sel sehingga air dapat masuk ke dalam sel. Jika terjadi maka sel akan lisis
• Archaeal cell walls are of differing types, but most contain significant amounts of protein. One group of archaea has pseudopeptidoglycan in its wall; as you have probably already guessed from the prefix
pseudo-, pseudopeptidoglycan is similar to, but distinct from, the peptidoglycan of bacteria.
• Berdasarkan komposisi dinding sel, bakteri dapat dibedakan menjadi:
– Bakteri Gram Positif dan Bakteri Gram Negatif
Berdasarkan pengecetan Gram
• Nama Gram diambil dari scientist Christian
Bakteri Gram Positif dan
Bakteri Gram Negatif
• The cell envelope of Gram-positive bacteria has two layers: thick cell wall, composed primarily of
peptidoglycan, and the cell membrane.
• The cell envelope of Gram-negative bacteria has three layers: an outer membrane, a thin
Bakteri Gram positif
Struktur
sederhana, tebal
90% dinding sel tersusun atas peptidoglikan
Memiliki asam teikoat yang mengandung glycerol
Bakteri Gram negatif
Peptidoglikan hanya 10%, tipis, sehingga dinding sel tidak kokoh
Struktur dinding sel kompleks
karena memiliki suatu lapisan lipoprotein,
Outer Membrane
• Merupakan lipid bilayer kedua. Akan tetapi tidak hanya tersusun atas fosfolipid.
• Outer membrane memiliki tambahan POLISAKARIDA .
• Outer membrane memiliki 3 bagian:
lipid A
core
polysaccharide
lipid A: bukan gliserol lipid seperti pada membran sel. Lipid A menempel pada gugus amina dari
disakarida glukosamin fosfat. Disakarida
menempel pada core polysaccharide melalui KDO (ketodeoxyoctonate)
Lipid A berperan sebagai endotoksin yang apabila dilepaskan ke aliran darah akan menyebabkan
core polysaccharide: tersusun atas KDO, gula-gula heptosa (7C), glukosa, galaktosa dan
N-asetilglukosamin.
O-specific side chain. Terikat pada core
polysaccharide. Tersusun atas galaktosa, glukosa, ramnosa, manosa dan satu atau lebih gula
dideoksiheksosa (abequos, colitose, paratose, tyvelose).
• LPS menggantikan fosfolipid pada bagian luar outer membrane (sekitar setengahnya).
• Lipoprotein berada pada setengah bagian dalam outer membrane bersama dengan fosfolipid.
Periplasma
Periplasma merupakan wilayah yang terletak antara bagian luar permukaan membran sitoplasma dan bagian dalam outer membrane.
Periplasma berperan menjaga protein-protein yang berada di luar membran plasma agar tidak berdifusi ke dalam sel, sehingga periplasma mengandung
banyak protein termasuk enzim yang penting untuk pencernaan, transportasi material dan deteksi
Porin
Outer membrane memiliki celah yang disebut porin. porin spesifik dan nonspesifik.
Nonspesifik berisi air sehingga molekul kecil mudah masuk
Sel yang tidak memiliki dinding sel
• Contoh: Mycoplasma bakteri patogen pada manusia atau hewan
• Dapat bertahan hidup karena hidup pada habitat yang terjaga osmositasnya (misal. tubuh hewan) • Selain itu juga mmiliki membran sitoplsma yang
memiliki sterol pada membran menambah
Struktur Ekstraselular
• Flagela:
struktur
menyerupai rambut yang
panjangnya bisa lebih panjang dari selnya. Flagela
terbuat dari
•Pili:
Struktur mirip flagela namun lebih pendek.
Pili tidak berpentrasi ke dalam membran dan tidak berfungsi untuk pergerakan.
Bakteri patogen memiliki protein adhesin pada pili yang akan menempel pada reseptor spesifik. Pili yang melekat disebut fimbriae.
• Kapsul
– Bakteri memiliki lapisan luar polisakarida yang disebut kapsul
– Kapsul mengikat di dinding sel dan melindungi sel dari kekeringan atau zat kimia berbahaya
– Kapsul juga melindungi bakteri patogen dari sel darah putih inang
– Kapsul ada juga dalam bentuk glikokaliks
Dinding Sel
• Dinding sel Archaea disebut pseudomurein mengandung polisakarida
• Merupakan ikatan glikosidik β-1,3 antara
N-asetilkgukosamin dengan N-acetyltalosaminuronic acid
• Ikatan glikosidik β-1,3 tidak sensitif terhadap lisozim
tidak seperti pada ikatan glikosidik β-1,4 yang terdapat pada peptidoglikan
• Beberapa Archaea tidak memiliki pseudomurein struktur tersebut digantikan oleh polisakarida lain • Pada spesies Methanosarcina: dinding
polisakaridanya tersusun atas polimer glukosa, asam glukuronat, asam galaktosamin uronat dan asetat.
• Pada Archaea halofilik, misalnya Halococcus: struktur dinding polisakarida sama dengan Methanosarcina. Ada penambahan sulfat (SO42-). Keberadaan sulfat tersebut untuk Na+ yang berlebih di lingkungan
Membran Sitoplasma
• Lipid components of membranes: ether linkages between glycerol and their hydrophobic alkyl side chains.
• Archaea tidak memiliki asam lemak, keberadaannya diganti oleh polimer hidrokarbon 5C isoprene.
• Membran dapat disusun oleh ikatan gliserol dieter (20C) atau digliserol tetraeter (40C)
• Struktur tersebut membentuk lapisan lipid
