Morfologi dan
Struktur Sel Bakteri
1. Morfologi Sel 2. Ukuran sel
3. Dinding Sel
Dinding Sel Gram Negatif Dinding Sel Gram Positif 4. Kapsul dan Lapisan Lendir
Flagella
Pili dan Fimbria
5. Struktur Di dalam Dinding Sel Membran Sel
Sitoplasma Ribosom
Kromosom dan Plasmid Badan Inklusi
Endospora
Morfologi Sel
Bentuk Sel bakteri meliputi : Kokus (bulat)
Basil (batang) Spirilum (spiral) Filamen
Bentuk sel menunjukkan karateristik
spesies bakteri tersebut, tetapi dapat bervariasi tergantung kondisi
pertumbuhannya.
Beberapa spesies bakteri menunjukkan adanya pola penataan sel seperti
berpasangan, bergerombol dan
berantai
Secara Genetik hampir semua bakteri adalah monomorphic yaitu hanya
mempunyai satu bentuk. Tetapi beberapa kondisi lingkungan dapat menyebabkan terjadinya perubahan bentuk yang mana dapat menyulitkan
dalam proses identifikasi. Ada beberapa bakteri seperti Rhizobium
dan Corynebacterium yang secara genetik bersifat pleomorphic yaitu
dapat mempunyai berbagai bentuk
yang berbeda.
Ukuran Sel
Sangat bervariasi
Diameter 0.2 – 2.0 um Panjang 2.0 – 8.0 um
Ukuran yang kecil – penting – perbandingan
luas permukaan dan volume tinggi – tingginya
laju metabolisme dan pertumbuhan bakteri
Average bacteria 0.5 - 2.0 um in diam.
RBC is 7.5 um in diam.
Surface Area ~12 um^2 Volume is ~4 um
Surface Area to Volume is 3:1
Typical Eukaryote Cell SA/Vol is 0.3:1
Food enters through SA, quickly reaches all parts of bacteria
Eukaroytes need structures & organelles
Chapter 4
Bacterial Structures
Capsule Flagella Pili
Cell Wall
Lipopolysaccharides Teichoic Acids
Plasma Membrane Cytoplasm
Chromosome
Ribosomes
Inclusions
Spores
Cell Walls
Why study bacterial cell walls?
They are essential structures in bacteria.
They are made of chemical components found nowhere else in nature.
They may cause symptoms of disease in animals.
They are the site of action of some of our
most important antibiotics.
Chemical nature of bacterial cell walls
Bacterial cell walls always contain murein, which is a type of peptidoglycan
Chemical nature of murein accounts for the function of the cell wall
Murein is only found in the cell walls of bacteria
E. coli peptidoglycan
Chemical nature of bacterial cell walls
Peptidoglycan is made up of 2 amino sugars
N-acetyl-glucosamine = G N- acetylmuramic acid = M 4 amino acids
L-alanine = L-ala
D-glutamic acid = D-glu
diaminopimelic acid = DAP
D-alanine = D-ala
Dinding Sel Lapisan bersifat kaku
Ada pada semua bakteri kecuali Mycoplasma Fungsi : memberi bentuk, pelindung
Berbeda dari organisme lain
-
peptidoglycan : N-acetylglucosamine dan N–acetylmuramic acid
dan asam amino : L-alanine, D alanine, D-
glutamic, lysine/diaminopemelic acid (DAP)
– glycan tetrapeptide
Chapter 4
Ada lebih dari 100 variasi peptidoglycan – glycan (NAM-NAG)-uniform-
perbedaan tetrapeptida
Komposisi dinding sel penting dalam
membedakan bakteri dari protista lain
dan juga antar kelompok bakteri : Gram
(+) dan Gram (-)
Bakteri Gram Positif : Asam teikoat
- Terdiri dari gliserol, ribitol dan fosfat - Antigenik determinan
- Membedakan bakteri Gram positif secara serologis
‘
Bakteri Gram Negatif : Outer membrane’
- Terdiri dari fosfolipid, membran protein, lipoprotein dan
lipopolisakarida.
- Fungsi : ‘protective barrier’ – menahan atau
memperlambat masuknya garam empedu,
antibiotik – yg dapat membunuh bakteri
- Terdapat LPS - endotoksin
Perbedaan Gram Positif dan Negatif
Gram-positive Gram-negative Peptidoglycan
layer
Thick Thin
Outer membrane/
Periplasm space
Absent Present
Teichoic acid Present Absent
Susceptibility to penicillin and lysozyme
High Low
Gram-positive cell walls contain teichoic acids
Teichoic acids are thought to stabilize the
Gram positive cell wall and may be used in adherence
.
Other characteristics of bacterial cell walls
Outer membrane of Gram-negatives has two important properties
1. It protects the cells from permeability by many substances including penicillin and lysozyme.
2. It is the location of lipopolysaccharide (endotoxin) which is toxic for animals.
Chapter 4
Lipopolysaccharide (LPS) Endotoxin or Pyrogen
Fever causing
Toxin nomenclature
Endo- part of bacteria
Exo- excreted into environment
Structure
Lipid A
Polysaccharide
O Antigen of E. coli, Salmonella
G- bacteria only
Alcohol/Acetone removes
Chapter 4
Appearance of Colonies
Mucoid = Smooth (lots of LPS or capsule)
Dry = Rough (little LPS or capsule)
O Antigen of Salmonella and E. coli
2,000 different O Ags of Salmonella
100’s different O Ags of E. coli
E. coli O157
O Ags differ in Sugars, not Lipid A
Struktur Di Luar Dinding Sel A. Kapsul dan Lapisan Lendir
- Terdiri dari polisakaria atau polipeptida
- Fungsi : pelindung - dehidrasi, antibiotik, fagositosis, cadangan makanan dan infeksi
virus
- Menempel B. Flagella
- Muncul di permukaan sel bakteri - Terdiri dari protein (flagellin) - Fungsi : pergerakan
- Lokasi/jumlah flagella tergantung jenis
bakteri
.C. Fimbria dan Pili
- Lebih kecil, lebih pendek dan lebih banyak dari flagella
- Hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron - Dijumpai pada spesies motil maupun nonmotil - Fungsi : perlekatan – biofilm dan patogenesis - Pili struktur mirip dengan fimbria – lebih
panjang dan jumlahnya lebih sedikit
- Pilus F (pilus seks) berfungsi sebagai pintu gerbang bagi masuknya bahan genetik selama berlangsung perkawinan (konjugasi) antar sel bakteri.
- Non seks pili - perlekatan
Struktur Di Dalam Dinding Sel
A. Membran Sitoplasma
- Lapis ganda : fosfolipid dan protein – bersifat
‘barrier permeability’
- Mengendalikan lalu-lalangnya substansi dalam larutan, mampu mengambil dan menahan
nutrient dalam jumlah yang sesuai dan
membuang kelebihan nutrient atau produk buangannya
- Fungsi : sintesa dinding sel, tempat proses respirasi dan tempat mengaitnya DNA pada saat replikasi DNA.
B. Mesosom
- Membran sitoplasma yang melipat kearah dalam (sitoplasma)
- Diduga berfungsi dalam sintesis dinding sel dan pembelahan nukleus
C. Sitoplasma
- Campuran cairan (75% air)
- Terdapat ribosom, kromosom dan badan badan inklusi.
- Mengandung protein, enzim, karbohidrat
lipid, garam organik dan sisa hasil metabolisme
D. Ribosom
-
Ukuran 25 nm- 70 S (50 S dan 30 S)
- Terdiri dari RNA dan protein - Fungsi : sintesa protein
E. Kromosom/struktur Genetik
- Tidak ada nukleus sejati
- Plasmid : DNA ekstrakromosomal – pertukaran materi genetik antar sel bakteri - resistensi terhadap antibiotika
F. Badan Inklusi
-
Granula metakromatik (volutin- C. diphtheriae) - Granula polisakarida- Inklusi lipid - Granula sulfur
- Karboksisom (enzim ribolose 1,5 difosfat karboksilase)
- Vakuole gas
G. Spora
-
Dihasilkan oleh Clostridium dan Bacillus- Tahan terhadap panas, bahan kimia,
pembekuan, pH ekstrim, dehidrasi, radiasi - Letak, bentuk dan ukuran tergantung jenis
bakteri.
Endospores are produced as intracellular structures within the cytoplasm of certain bacteria, most notably Bacillus and Clostridium
species.
Endospore formation is NOT a mechanism of
reproduction. Rather it is a mechanism for survival in deleterious environments. During the process
of spore formation, one vegetative cell develops into one endospore.
Free endopore
Vegetative cell
Endospore within mother cell
t
