SEL PROKARIOT DAN EUKARIOT

(1)

Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD.

MIKROBIOLOGI DASAR

Pertemuan ke-3

(2)

Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau

#

Cell: The smallest unit of life that can perform all

life processes

.

# Cell Theory (Really important - Know This!)

•

# All organisms are made of one or more cells

•

# The cell is the basic unit of all living things

•

# All cells come from existing cells

Anthony Van Leeuwenhook – 1673

Dutch inventor who created the microscope that we recognize

today

First person to discover microbes

He also looked at blood cells

(3)

Kapan Organisme ada di dunia?

z

Alam semesta tercipta karena adanya “the big bang” kira-kira 15 milyar

tahun lalu

z

Bumi ada sekitar 4,5 milyar tahun lalu dan mikroba ada kira-kira 3,5 milyar

tahun lalu, tumbuhan dan binatang kira-kira 1,5 milyar tahun lalu,

MANUSIA?

z

Proses kejadian mikroba secara teoritis?

-

Terjadi benturan keras antara udara/gas yang menyelimuti bumi dengan

sinar UV menghasilkan energi

-

Energi mengkonversi seny. Anorganik menjadi seny. organik sederhana

(gula & asam amino)

-

Seny sederhana ini bereaksi membentuk seny. organik kompleks (protein,

asam nukleat) yang merupakan komponen utama penyusun semua

organisme hidup

-

Protein dan asam nukleat membentuk protoplasma yang mengandung enzim

dan unsur-unsur genetik untuk pembelahan diri

-

Inilah merupakan organisme bersel tunggal primitif sebagai cikal bakal

mikroba

Pada awal kejadiannya belum ada oksigen shg mikroba primitif ini melakukan

Metabolisme secara anaerob untuk mendapatkan energi…….bertahan hidup!

Mikroba mengalami evolusi untuk dapat menyesuaikan lingkungan (sumber

(4)

Linnaeus

[5]

(1735)

2 kingdoms

Haeckel

[6]

(1866)

3 kingdoms

Chatton

[7]

(1925)

2 groups

Copeland

[8]

(1938)

4 kingdoms

Whittaker

[2]

(1969)

5 kingdoms

Woese

[9][10]

(1977,1990)

3 domains

Animalia

Plantae

Fungi

Protista

Archaea

Bacteria

Prokaryote

Monera

(not

treated)

Protista

Vegetabilia Plantae

Eukarya

Protoctista

(5)

Klasifikasi Organisme

z

Sebelum ditemukan mikroba, semua organisme

dikelompokkan ke dalam 2 kingdom (Animale dan

Vegetabilia menurut Linnaeus, 1735)

z

Pada tahun 1977, Carl Whoose mengajukan sistem

klasifikasi baru yang didasarkan pada susunan sel

organisme menjadi 3 domain:

1. Bakteri: mikroba yang dinding selnya mengandung

peptidoglikan

2. Archaea: mikroba yang dinding selnya tidak atau sedikit

mengandung peptidoglikan

3. Eukarya terdiri dari:

a. Protista: kapang berlendir, protozoa dan alga

b. Fungi: khamir, kapang dan jamur

c. Tumbuh-tumbuhan

d. Binatang (termasuk manusia)

Virus tidak digolongkan ke dalam satu golongan di atas

karena tidak mempunyai ciri-ciri yang dapat

(6)

Domain : Eukarya

Kingdom : Plantae

Filum/Devisi : Tracheophyta

Klas

: Angiospermae

Ordo

: Rosales

Famili

: Rosaceae

Genus : Rosa

Spesies

: Rosa multiflora

(

Mawar merci

)

Domain : Bacteria

Kingdom : Tidak ada

Filum/Devisi : Proteobacteria

Klas

: Symobacteria

Ordo

: Enterobacteriales

Famili

: Enterobacteriaceae

Genus : Escherichia

Spesies

: Escherichia coli

Domain : Eukarya

Kingdom : Animalia

Filum/Devisi : Chordata

Klas

: Mammalia

Ordo

: Carnivora

Famili

: Canidae (42 gigi)

Genus : Canis

Spesies

: Canis familiaris

(

Anjing

)

(7)

Sel Prokariot dan Eukariot

z

Sel merupakan unit terkecil dari suatu organiseme

multiseluler

z

Klasifikasi organisme berdasarkan selnya:

1. Sel prokariot: Bakteri dan Archaea

2. Sel eukariot:

- Fungi:

khamir,

kapang dan jamur

- Ganggang/alga

- Protozoa

- Tumbuh-tumbuhan

- Hewan dan manusia

Uniseluler

multiseluler

-

Virus?

Tidak digolongkan ke dalam kategori di atas karena virus

tidak mempunyai ciri-ciri yang dpt dikategorikan sebagai sel

pada umumnya

-

Virus tdk dapat melakukan metabolisme dan biosintesis

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

Perbedaan Sel Prokariot dan Sel

Eukariot

z

Perbedaan utama pada ada tidaknya inti

sel (nukleus)

z

Eukariot berasal dari kata “eu” = sejati

dan “karyo” = keseluruhan inti sel

z

Jadi sel eukariot = sel yang mempunyai

inti sel sejati

z

Sel prokariot = sel yang tidak mempunyai

(16)

Struktur Sel

Sel eukariot

Sel prokariot

Sel Binatang

Sel Bakteri

(17)

Struktur Sel yang ada pada sel

prokariot dan eukariot

Membran sitoplasma:

Tersusun dari fosfolipid (40%) dan protein (60%)

-

Ketebalan sekitar 70

°

A (0,0070 µm)

-

Fungsi:

1. Tempat pengaturan masuknya senyawa-senyawa

(sifat semipermeable) yang dibutuhkan dan

keluarnya hasil-hasil buangan metabolisme

2. Tempat sintesis dinding sel

3. Tempat berlangsungnya respirasi (bagi sel prokariot)

karena ada enzim2 dalam siklus Krebs enzim

dalam transpor elektron pada memban selnya

(pada sel eukariot respirasi terjadi di dalam

mitokondria)

(18)

(19)

SITOPLASMA

z

Bahan yang menyerupai gel yg terdapat dalam

sel

z

Mengatur agar organel2 tetap berada pada

tempatnya

(20)

SITOSKLETON (Cytoskeleton)

z

Tersusun dari mikrotubul dan mikrofilamen

z

Fungsi: 1. memperkuat dan mempertahankan

(21)

Struktur Genetik

z

Pada sel prokariot: DNA terdapat

dalam kromosom yang terletak di

dlm sitoplasma; biasanya hanya

terdiri dari 1 DNA saja

z

Pada sel eukariot: DNA terdapat

dalam kromosom yang terletak

dalam nukleus (inti sel); biasanya

terdiri dari 2 sampai beberapa ratus

DNA

z

Panjang DNA 1100-1400 Um yang

dilipat-lipat sangat padat

(bandingkan dengan panjang E. coli

yang hanya 2 Um)

z

Fungsi sebagai pembawa sifat2

(22)

(23)

RIBOSOM

z

Terdiri dari 60% RNA dan 40% protein

z

Ukuran 70 S (unit Svedberg) pada sel

prokariot dan 80 S pada sel eukariot

(24)

Dinding Sel

# Hampir semua sel prokariot kecuali Mycoplasma mempunyai

dinding sel; terutama peptidoglikan (pada bakteri gram positif

90% dan bakteri gram negatif 5-20%)

# Pada sel eukariot:

- Ganggang: selulosa, silika, kalsium karbonat, manan, xilan,

senyawa pektat dan protein

- Fungi: polimer glukosa dengan ikatan beta 1,4 (selulosa) dan

beta 1,3), khitin (polimer N asetil glukosamin dengan ikatan beta

1,4)

- Protozoa: tidak mempunyai dinding sel, tapi mempunyai

lapisan permukaan yang disebut pseudokhitin, selulosa,

kalsium karbonat, silika atau strontium sulfat

- Tumbuhan: tersusun dari selulosa

- Binatang: tidak punya dinding sel

# Dinding sel bila diwarnai dengan pewarnaan gram:

-

Sel prokariot: ada berwarna ungu (Gram +) atau merah

-

(Gram –)

(25)

(26)

(27)

FLAGELA

z

Ukuran 20 nm yang hanya dapat dilihat jika diwarnai

dengan pewarna fuksin basa + asam tanat

z

Fungsi: alat pergerakan (ada bersifat motil) pd sel

prokariot dan eukariot

z

Pergerakan juga dpt dilakukan dengan cara meluncur

(gliding) pd bakteri, pergerakan sitoplasma pd

ptotozoa, gangang dan fungi

z

Pergerakan juga terjadi karena adanya silia (klas

Ciliata, suatu jenis Protozoa)

z

Jenis-jenis flagela: monotrikat, lopotrikat, ampitrikat dan

peritrikat

z

Perlu diperhatikan pergerakan sejati dengan

pergerakan Brown (Brownian Motion) yang terjadi pada

sel mati karena terjadinya pergerakan air

(28)

Gambar Flagela Bakteri

A = Monotrikat

B = Lopotrikat

C = Ampitrikat

(29)

Pergerakan Flagella

Cara “swimming”

(30)

Pewarnaan Flagela

z

Persiapan preparat sama dengan preparat

untuk pewarnaan gram

z

Berikan senyawa mordan misalnya asam

tannat selama 1 menit

z

Berikan pewarna karbolfuksin selama 1

menit dan amati di bawah mikroskop

z

Flagella akan nampak pada ujung sel

mikroba dan flagella nampak lebih tebal

dibanding selnya akibat pewarna

terakumulasi pada saat perlakuan spesimen

dengan senyawa mordan

(31)

KAPSUL

z

Komponen berlendir yang melapisi

permukaan sel prokariot dan eukariot (kalau

padat disebut “kapsul” dan kalau cair

disebut “lapisan lendir”

z

Kapsul terdiri dari: polisakarida, polipeptida

atau kompleks polisakarida-protein

z

Penghasil kapsul: bakteri, ganggang

biru-hijau dan khamir tertentu

z

Fungsi:

-

Penyesuaian diri dengan lingkungan

hidupnya

-

Adesi sel pada permukaan padat (khusus

(32)

Struktur Khas pada Sel Prokariot

PILI

z

Ukuran pili jauh lebih kecil dari flagela, tapi

jumlahnya banyak

z

Fungsi:

- Konjugasi (proses reproduksi bakteri) untuk

memindahkan DNA plasmid dari satu sel ke sel

lain (Pilus F atau pilus seks)

-

Penempelan (adesi) bakteri pada permukaan

padat

(33)

(34)

(35)

ENDOSPORA

z

Mikroba penghasil

endospora hanya

Bakteri: Clostridium,

Sporosarcina dan

Bacillus

z

Endospora tahan

thd kondisi

lingkungan yang

ekstrim: kering,

pemanasan, asam

dll

Eksospora? Spora yang terletak diluar sel: mis pada`

kapang dan bakteri (Streptomyces sp.)

(36)

Letak Endospora

Variations in endospore morphology. (1, 4) Central endospore, (2, 3, 5)

terminal endospore, (6) lateral endospore

(37)

Pewarnaan Endospora

z

Persiapkan preparat seperti halnya preparat untuk

pewarnaan gram

z

Berikan/celupkan preparat ke dalam malachite

green lalu dipanaskan dengan cara dikukus

selama 5 menit. Pengukusan akan menyebabkan

penetrasi malchite green ke dalam dinding sel

endospora

z

Preparat dicuci selama 30 detik untuk

menghilangkan malachite green dari

bagian-bagian sel kecuali endospora

z

Selanjutnya diberi pewarna safranin untuk

mewarnai bagian sel kecuali endospora.

z

Amati di bawah mikroskop. Endospora tampak

(38)

Vakuola Gas

z

Terdapat pada bakteri fotosintetik dan

ganggang biru-hijau yang hidup di perairan

z

Dikelilingi oleh protein yang tidak tembus

air tapi tembus gas

(39)

(40)

(41)

STRUKTUR KHAS PADA SEL EUKARIOT

Inti Sel (Nucleus)

z

Bagian sel eukariot yang berbentuk bulat yg

mengandung inti sel (nucleolus), DNA (dalam

kromosom) serta dikelilingi oleh membran inti

(42)

STRUKTUR KHAS PADA SEL EUKARIOT

VAKUOLA (Vesicle)

z

Vakuola makanan: utk pencernaan makanan

z

Vakuola kontraktil: membantu pengaturan

tekanan osmotik sel dan membantu pengeluaran

produk buangan dan air

(43)

LISOSOMA

z

Fungsi: menghancurkan

senyawa-senyawa asing yang masuk ke sel

z

Pada hewan berperan dalam ketahanan

tubuh hewan/manusia thd infeksi

(44)

STRUKTUR KHAS PADA SEL EUKARIOT

(lanjutan)

MITOKONDRIA

z

Mitokondria terdiri dari 2 lapisan

z

Ukuran panjang 2-3 mikron dan diameter 1 mikron

z

Jumlah mitokondria 20 - 500.000 per sel tergantung

pada organismenya

(45)

(46)

KHLOROPLAST

z

Struktur yang mengandung klorofil (berperan

dalam fotosintesis)

z

Khloroplast mempunyai membran luar

(disebut lamela fotosintetik=tilakoid) yang

mengelilingi membran bagian dalam

(47)

(48)

STRUKTUR KHAS PADA SEL EUKARIOT (lanjutan)

RETIKULUM ENDOPLASMA

z

Sebagai saluran penghubung antara bagian

permukaan dengan bagian dalam sel

z

Pada sel hewan berfungsi untuk melekatkan

(49)

Badan Golgi

z

Berperan dalam sintesis

dinding sel

z

Pada tanaman Badan

Golgi disebut juga

diktisom

z

Pada sel hewan

berperan untuk

membungkus enzim

yang akan dikeluarkan

dari sel

(50)