Struktur Mikroskopis Elektron dari Sel Bakteri Khas

Struktur Mikroskopis Elektron Dari Sel Bakteri Khas!

Ini pada dasarnya adalah sistem satu amplop yang terdiri dari bahan nuklir pusat yang ­dikelilingi oleh sitoplasma.

Seluruh massa protoplas terbungkus dalam ­membran plasma saja.

Sel-sel bakteri menunjukkan struktur prokariotik yang khas. Itu tertutup oleh tiga lapisan, penutup lendir terluar, dinding sel tengah dan membran plasma terdalam.

[I] Lapisan Lendir, Kapsul, Glycocalyx:

Ini adalah lapisan agar-agar yang ada di permukaan luar dinding sel, biasanya terdiri dari polisakarida (misalnya, dekstran, dekstrin, levan) dan atau rantai polipeptida asam amino. Bila penyusun lapisan ini hanya berupa polisakarida yang membentuk lapisan kental, maka disebut lapisan lendir. Tetapi ketika zat nitrogen (yaitu asam amino) juga ada bersama dengan polisakarida, maka itu disebut kapsul.

Produksi/pembentukan kapsul bergantung pada faktor lingkungan dan nutrisi. Berbagai galur dari spesies yang sama mungkin memiliki kapsul dari beberapa polisakarida spesifik galur yang berbeda. Struktur yang berbeda, Glycocalyx, adalah kumpulan serat polisakarida tipis yang kusut yang memanjang dari permukaan bakteri. Kapsul atau glikokaliks dapat memainkan beberapa peran utama.

1. Kapsul yang tebal dapat melindungi sel dari dehidrasi. Namun, itu tidak mencegah lewatnya nutrisi yang larut dalam air dan produk limbah.
2. Kapsul melindungi beberapa patogen dari penelanan dan penghancuran oleh sel darah putih tubuh, sehingga berkontribusi pada kemampuan organisme untuk menyebabkan penyakit.
3. Berbeda dengan kapsul, glikokaliks tidak dapat melindungi sel individu dari kehancuran. Namun, ini dapat membantu sel-sel bakteri untuk saling menempel, membentuk agregat bakteri yang mungkin sulit ditelan oleh sel-sel darah.
4. Polisakarida glikokaliks bertanggung jawab untuk memungkinkan beberapa bakteri menempel pada permukaan.

Selubung:

Beberapa spesies bakteri, terutama yang berasal dari air tawar dan lingkungan laut ­, terbungkus dalam selubung, atau tubulus. Selubung terdiri dari senyawa logam yang tidak larut, seperti oksida besi dan mangan, yang diendapkan di sekitar sel sebagai produk dari aktivitas metabolisme mereka. Selubung bukanlah bagian vital dari sel.

Tangkai:

Spesies bakteri tertentu dicirikan oleh pembentukan embel-embel semi-kaku yang disebut tangkai yang memanjang dari sel. Ini memungkinkan sel untuk menempel pada permukaan padat dengan bantuan zat perekat yang diproduksi di ujung distal.

[II] Dinding sel:

Dinding sel bakteri adalah struktur yang langsung mengelilingi membran sel. Dinding sel adalah struktur kompleks yang terdiri dari beberapa zat. Kekakuan struktur dinding sel terutama disebabkan oleh peptidoglikan (juga dikenal sebagai murein atau muco-peptida), suatu zat yang hanya ditemukan pada prokariota.

Polimer yang sangat besar ini terdiri dari tiga jenis blok bangunan:

1. N-accetyl glucosamine (NAG)
2. N-accetyl muramic dan (NAM) dan
3. suatu peptida yang terdiri dari empat atau lima asam amino, yaitu, L-alanin, D-alanin, asam D-glutamat, dan asam lisin atau diaminopimelic.

Gula NAG dan NAM bergantian membentuk rantai paralel panjang. Terlampir pada molekul NAM adalah rantai samping pendek dari empat atau lima asam amino. Satu lapisan peptidoglikan adalah jaringan rantai gula yang berdekatan yang diikat bersama melalui rantai samping asam amino, sehingga membuat struktur ikatan silang yang menutupi seluruh sel.

Beberapa bakteri mungkin memiliki beberapa lapisan peptidoglikan. Antibiotik penisilin dan sefalosporin menyebabkan kematian sel bakteri dengan mengganggu sintesis peptidoglikan. Peptidoglikan, bersama dengan dua konstituen dinding sel lainnya, asam diaminopimelic dan asam teichoic, unik untuk prokariota. Penting untuk dicatat bahwa asam amino dalam peptida dalam peptidoglikan ada dalam konfigurasi D.

Bakteri Gram-positif dan Gram-negatif menunjukkan perbedaan komposisi dinding selnya. Sifat pewarnaan bakteri tersebut tergantung pada komposisi dinding selnya. Resistensi antibiotik ­dari beberapa strain juga bergantung pada komposisi dinding sel.

[III] Membran sitoplasma:

Dinding sel diikuti oleh membran plasma lipoprotein atau membran sitoplasma. Ini mengontrol bagian dari zat kimia dalam larutan masuk dan keluar dari sel. Ini juga menyediakan mesin biokimia untuk memindahkan ion mineral, gula, asam amino, elektron, dan metabolit lainnya melalui membran. Membran sitoplasma adalah lapisan ganda fosfolipid-protein yang mirip dengan yang ada pada sel tumbuhan dan hewan.

Namun perbedaan utama adalah bahwa tidak ada sterol pada prokariota. Enzim pernapasan (sitokrom, enzim siklus Krebs, NADH, dll.) tidak terikat secara terpisah oleh membran seperti yang ditemukan pada eukariota: permukaan bagian dalam ­membran sitoplasma itu sendiri menyediakan tempat untuk menempelnya enzim ini.

Membran sel adalah situs dari banyak fungsi yang meliputi:

1. Pengangkutan molekul masuk dan keluar sel
2. Sekresi enzim ekstraseluler,
3. Respirasi dan fotosintesis,
4. Pengaturan reproduksi dan
5. Sintesis dinding sel.

[IV] Sitoplasma dan inklusi sitoplasma:

Sitoplasma bakteri adalah campuran kompleks dari karbohidrat, protein, lipid, mineral, asam nukleat dan air. Ini menyimpan bahan organik dalam bentuk glikogen, volutin dan poli-P-hidroksibutirat. Beberapa bakteri fotosintetik dan non-fotosintetik juga mengakumulasi belerang dan besi dalam sitoplasmanya.

Ganggang biru-hijau dapat memanfaatkan CO ₂ dan H ₂ O, dengan energi yang disediakan oleh matahari karena adanya pigmen fotosintesis yang secara kolektif disebut ‘phycobilins’, terdiri dari phycocyanin (biru) dan phycoerythrin (merah) . Bakteri ­fotosintetik seperti Rhodospirillum sp. dan Chromatium sp. berutang kebiasaan autotrofik mereka ke jenis klorofil khusus, bakterio-klorofil.

Selain bagian cairan dan partikel penyimpan, sitoplasma bakteri juga mengandung area kromatik atau nukleus dan beberapa inklusi lainnya. Sel bakteri tidak memiliki mitokondria, ­retikulum endoplasma, sentrosom dan badan Golgi.

1. Bahan Nuklir:

Ciri-ciri nukleus bakteri adalah tidak adanya membran nukleus, nukleolus, kromonemata, dan getah nukleus. Inti seperti itu disebut sebagai nukleoid atau genofor. Di bawah mikroskop elektron, nukleoid tampak seperti serat dan terdiri dari DNA beruntai ganda atau tunggal. Ini memiliki sekitar 5 x 10 ⁶ pasangan basa dan berat molekul sekitar 3 x 10 ⁹ .

Molekul DNA memiliki panjang sekitar 1000 µm, biasanya membentuk struktur seperti cincin atau kadang-kadang tetap tersebar di seluruh sitoplasma sel. Nukloid Escherichia coli memiliki inti pusat RNA, dikelilingi oleh 12-82 superkoil DNA. Beberapa molekul protein juga terkait dengan DNA.

DNA bakteri tidak memiliki histon sehingga tidak dapat dibandingkan dengan kromosom sel eukariotik.

2. Plasmid:

Sel-sel bakteri juga mengandung beberapa penentu herediter ekstra-kromosom yang tidak bergantung pada kromosom bakteri atau terintegrasi ke dalamnya. Lederberg (1952) menciptakan istilah plasmid untuk penentu keturunan ekstra-kromosom tersebut. Plasmid hanya membawa gen non-esensial dan tidak berperan dalam kelangsungan hidup dan pertumbuhan bakteri. Karenanya mereka juga didefinisikan sebagai elemen otonom yang dapat dibuang.

Plasmid adalah molekul DNA sirkular tertutup beruntai ganda yang ukurannya berkisar dari 1 Kb (Kilobase-1000 basa) hingga lebih besar dari 200 Kb. Seringkali kode gen yang terbawa plasmid untuk enzim yang, dalam keadaan tertentu menguntungkan bagi inang bakteri.

Di antara fenotipe yang diberikan oleh plasmid yang berbeda adalah:

sebuah. resistensi terhadap antibiotik

1. produksi antibiotik
2. degradasi senyawa organik kompleks
3. produksi colicin
4. produksi enterotoksin.
5. produksi enzim restriksi dan modifikasi

Dalam kondisi alami, banyak plasmid ditransmisikan ke inang baru melalui proses yang mirip dengan konjugasi. Sebagian besar, replikasi DNA plasmid dilakukan oleh kumpulan enzim yang sama yang digunakan untuk menduplikasi kromosom bakteri. Beberapa plasmid berada di bawah ‘kontrol ketat’ yang berarti replikasi mereka digabungkan dengan inang sehingga hanya satu atau paling banyak beberapa salinan plasmid yang akan ada di setiap sel bakteri.

Di sisi lain, plasmid di bawah ‘kontrol santai’ memiliki jumlah salinan 10-200 yang dapat ditingkatkan menjadi beberapa ribu per sel jika sintesis protein inang dihentikan. Dengan tidak adanya sintesis protein, replikasi plasmid santai terus berlanjut sedangkan replikasi DNA kromosom dan plasmid ‘ketat’ berhenti.

3. Ribosom:

Tersebar di sitoplasma banyak ribosom yang terbuat dari RNA. Partikel-partikel ini adalah situs untuk sintesis protein dan ditemukan dalam kelompok yang disebut ‘poliribosom’ atau ‘polisom’ dan terdiri dari subunit besar dan kecil. Ribosom bakteri terdiri dari 70 tipe S dan terdiri dari dua subunit.

Konstanta sedimentasi dari subunit yang lebih besar adalah 50 S dan unit yang lebih kecil adalah 30 S. Yang pertama memiliki dua molekul RNA dan 35 asam amino dan yang terakhir satu molekul RNA dan 21 asam amino yang berbeda.

4. Mesosom:

Ini adalah lipatan membran sitoplasma yang terlokalisasi dan kompleks. Mungkin ada 2-4 mesosom dalam sel dan jumlahnya biasanya lebih tinggi pada bakteri yang menunjukkan aktivitas pernapasan yang tinggi, seperti bakteri nitrifikasi.

Mereka sering ditemukan berasal dari titik di mana membran mulai invaginasi sebelum pembelahan sel, dan mereka melekat pada wilayah ‘nuklir’. Mesosom diyakini berfungsi dalam sintesis dinding sel dan pembagian bahan nuklir.

[V] Flagela:

Flagela bakteri adalah embel-embel protoplasma yang panjang, seperti cambuk, yang muncul di selubung sel dan meluas ke luar permukaan sel. Struktur dan komposisi flagela bakteri sama sekali berbeda dari flagela eukariotik. Alih-alih susunan tubulin “9+2” yang mengandung mikrotubulus, hanya ada satu filamen protein globular yang disebut flagellin.

Ini adalah struktur protein telanjang yang tidak memiliki mikrotubulus. Flagela bertanggung jawab untuk penggerak sel bakteri dan terlibat dalam kemotaksis dan bekerja sebagai organ indera bakteri. Panjang flagel berkisar dari 10µm hingga 20µm dan tebalnya sekitar 0,2µm. Flagellum memiliki tiga bagian.

(a) Basal body atau Basal granula

(b) Struktur seperti pengait dan

(c) Filamen

Tidak semua bakteri memiliki flagela seperti pada bakteri atrichous (misalnya Pasteurella, Lactobacillus). Flagela bakteri kaku dan tidak mencambuk bolak-balik. Sebaliknya, mereka berputar seperti baling-baling perahu.

[VI] Pili (Tunggal-pilus):

Juga dikenal sebagai fimbriae (tunggal-fimbria), ini hanya dapat dilihat dalam mikrograf elektron. Mereka lebih banyak dari flagela. Ini adalah pelengkap filamen kecil, lurus, tipis yang tidak terkait dengan motilitas organisme. Ini terdiri dari protein yang disebut pilin yang tersusun secara heliks di sekitar inti pusat. Fungsi mereka yang diketahui meliputi:

1. Jenis pilus khusus yang disebut F. pilus (sex pilus) berfungsi sebagai tempat masuknya materi genetik selama perkawinan bakteri (konjugasi)
2. Berfungsi sebagai sarana perlekatan pada berbagai permukaan yaitu, berkontribusi pada pembentukan infeksi dengan mengikat bakteri pada permukaan sel hewan dan tumbuhan yang darinya mereka dapat memperoleh nutrisi.

Mikoplasma:

Mikoplasma adalah prokariota aerobik terkecil yang diketahui tanpa dinding sel yang pertama kali ditemukan oleh Pasteur (1843) saat ia mempelajari agen penyebab pleuropneumonia pada sapi. Mereka ditetapkan sebagai PPLO (organisme mirip pleuropneumonia). Pada tahun 1898, Nocard dan Roux berhasil mendapatkan biakan murni dari mikroorganisme ini dalam media yang mengandung serum.

Mikoplasma sering menjadi kontaminan dalam kultur jaringan yang kaya bahan organik. Mereka juga ditemukan di mata air panas. Mereka terjadi di tanah, air limbah, dan substrat yang berbeda dan pada manusia, hewan dan tumbuhan.

Mikroorganisme pleuromorfik ini dinamai sebagai Asterococcus mycoides oleh Borrel et al. (1910). Nowak (1929) menempatkan organisme ini dalam genus Mycoplasma, yang termasuk dalam kelas Mollicutes dari ordo Mycoplasmatales. Mycoplasma dapat dibudidayakan pada media bebas sel.

Struktur Mikoplasma:

Tidak adanya dinding sel yang sebenarnya membuat organisme ini sangat plastis dan mudah berubah bentuk, karenanya mikoplasma tidak teratur dan bentuknya bervariasi. Sel-selnya mungkin coccoid, granular, berbentuk buah pir, seperti cluster, seperti cincin atau berserabut.

Organisme ini ditutupi dengan membran sitoplasma unit lipo-protein, setebal 7,5-10 µm. Sitoplasma mengandung ribosom dan struktur seperti nukleoplasma. Meskipun materi genetik terdiri dari DNA dan RNA, itu kurang dari setengah yang biasanya terjadi pada prokariota lain, dan mungkin merupakan batas terendah yang diperlukan untuk organisme seluler. Jumlah DNA hingga 4 persen dan RNA sekitar 8 persen. Kandungan G+C dalam DNA berkisar antara 23 dan 40 persen.

Sel PPLO memiliki beberapa enzim yang berguna dalam replikasi DNA, transkripsi dan translasi yang terlibat dalam sintesis protein, dan pembentukan ATP dari gula secara anaerobik.