MORFOLOGI DAN STRUKTUR BAKTERI
A. Morfologi Bakteri
1. Bentuk Bakteri
Sel-sel bakteri memiliki beberapa bentuk. Menurut morfologinya bakteri dapat dibedakan menjadi 3 bentuk utama, yaitu:
a. Bakteri berbentuk bulat (Coccus)
Bakteri berbentuk bulat atau bola dinamakan kokus (Coccus), dibedakan menjadi:
1) Monokokus (Monococcus), yaitu bakteri berbentuk bola tunggal, misalnya Neisseria gonorrhoeae, penyebab penyakit kencing nanah.
2) Diplokokus (Diplococcus), yaitu bakteri berbentuk bola yang bergandengan dua-dua, misalnya Diplococcus pneumoniae, penyebab penyakit pneumonia atau radang paru-paru.
3) Streptokokus (Streptococcus), yaitu bakteri bentuk bbola yang berkelompok memanjang membentuk rantai.
4) Sarkina (Sarcina), yaitu bakteri berbentuk bola yang berkelompok empat-empat sehingga bentuknya mirip kubus.
5) Stafilokokus (Stafilococcus), yaitu bakteri berbentuk bola yang berkoloni membentuk sekelompok sel tidak teratur, sehingga bentuknya mirip dompolan buah anggur.
b. Bakteri berbentuk Batang (Bacillus)
Bentuk basilus dapat dibedakan atas:
1) Basil tunggal (Monobasil), yaitu bakteri yang hanya berbentuk satu batang tunggal, misalnya Salmonella typhi penyebab penyakit tifus.
2) Diplobasil, yaitu bakteri berbentuk batang yang bergandengan dua-dua.
3) Streptobasil, yaitu bakteri berbentuk batang yang bergandengan dua-dua.
4) Streptobasil, yaitu bakteri berbentuk batang yang bergandengan memanjang membentuk rantai benang panjang, misalnya Bacillus anthracis penyebab penyakit antraks.
c. Bakteri berbentuk spiral (Spirillum)
Bakteri berbentuk melilit atau spiral ada tiga macam bentuk spiral, yaitu sebagai berikut:
1) Spiral, yaitu golongan bakteri yang bentuknya seperti spiral yang sel tubuhnya kaku, misalnya Spirillum.
2) Vibrio atau bentuk koma yang dianggap sebagai bentuk spiral tak sempurna, misalnya Vibrio cholerae penyebab penyakit kolera.
3) Spirochaeta, yaitu golongan bakteri berbentuk spiral yang bersifat lentur. pada saat bergerak tubuhnya dapat memanjang dan mengerut.
2. Ukuran Bakteri
Bakteri adalah makhluk hidup yang sangat kecil dan hanya dapat dilihat dengan mikroskop. untuk menyelidiki ukuran bakteri, dalam pemeriksaan mikrobiologis biasanya digunakan satuan micron (diberi symbol huruf μm), seperti pada pengukuran virus.
Bakteri yang biasa diteliti di laboratorium kebanyakan berukuran antara 0,5 – 2 μm lebarnya dan 1 – 5 μm panjangnya. Ukuran-ukuran yang menyimpang dari ketentnuan tersebut banyak pula. Pada dasarnya bakteri yang umurnya 2 sampai 6 jam memiliki ukuran lebih besar dari pada bakteri yang umurnya lebih dari 24 jam. Dahulu, pengukuran ini dilakukan dengan jalan membandingkan ukuran butir darah merah, yang pada waktu itu sudah diketahui besarnya. Sekarang pengukuran yang lebih tepat dilakukan dengan alat micrometer yang diletakkan pada lensa okuler, dan skala yang terdapat pada micrometer ini dibandingkan dengan micrometer yang diletakkan pada kaca objektif (stage micrometer). Di samping itu, bidang penglihatan dapat ditaksir dari pembesaran yang diperoleh dari mikroskop yang digunakan, seperti yang terlihat pada Tabel berikut:
Lensa Objektif Perbesaran Diameter bidang penglihatan
Objektif 16 mm (2/3 in) 100 2,10 mm
Objektif 4 mm (1/6 in) 440 0,40 mm
Obejktif rendam minyak 1,8 mm (1/12 in) 950 0,20 mm
B. STRUKTUR SEL BAKTERI
Dalam pembahasan ini akan dibahas terlebih dahulu mengenai struktur sel prokariotik dan struktur sel eukariotik untuk dijadikan sebagai perbandingan secara strukturnya.
Beberapa perbedaan sel prokariotik dan eukariotik secara struktur selnya terdapat dalam table berikut ini.
Cirri Pembeda Sel prokariotik (Bakteri) Sel eukariotik
Dinding sel + - / +
Membrane sitoplasma (Membran sel) + +
Bagian sitoplasma:
- Retikulum endoplasma
- Badan golgi
- Mitokondria
- Ribosom
- Kloroplas
- vakuola
- Mesosom
- Mikrotubulus
- Miktofilamen
Bahan nucleus (dibatasi membrane) - +
Flagella + + / -
Silia + + / -
Pada tiap tingkatan, struktur sel prokariotik lebih sederhana dari pada sel eukariotik dengan kekcualian, yaitu dinding sel mungkin lebih kompleks.
Bakteri tersusun atas dinding sel dan isi sel. Di sebelah luar dinding sel terdapat selubung atau kapsul. Di dalam sel bakteri tidak terdapat membrane dalam (endomembran) dan organel bermembran seperti kloroplas dan mitokondria. Secara umum sel bakteri gambarnya dapat ditampilkan sebagai berikut:
Berikut akan disajikan susunan sel bakteri, berturut-turut dari dinding sel, membrane sitoplasma, dan sitoplasma.
1. Dinding Sel
Dinding sel dari suatu bakteri menentukan bentuk sel. Dinding sel bakteri amat kaku sehingga memungkinkan bakteri mengatasi kosentrasi osmosis yang sangat berbeda-beda dan sitoplasma tidak dapat mengembang melampaui batas dinding yang kaku itu.
Meskipun dinding sel bersifat permeable terhadap molekul-molekul yang besar tetapi enzim sel nuclease dan fosfatase dapat tertahan, karena enzim-enzim ini terperangkap dalam periplasma, yaitu daerah antara dinding dan membrane sel. Spesifitas imunologis sel seringkali disebabkan karena komponen-komponen kimia dari dinding sel tersebut. Beberapa komponen dari dinding sel seperti asam teikoat dan lipopolisakarida melindungi sel dari kegiatan lisis enzim, sedangkan zat-zat lain menentukan reaksi sel pada pengecatan Gram dan ada pula yang menarik dan mengikat bakteriofage.
Kekakuan dan kekutan dinding sel ini terutama disebabkan oleh serat-serat yang kuat yang umumnya tersusun dari heteropolimer yang disebut peptidoglikan atau mukopeptida, tetapi juga disebut glikopeptida, muropeptida, glikosamino-peptida, mukokompleks, murein dan sebagainya. Serat-serat ini membentuk anyaman yang kuat. Anyaman ini tidak merupakan struktur yang padat (solid), sehingga tidak menghalangi masuknya air, zat-zat makanan seperti mineral, glukosa, asam amino dan bahkan molekul-molekul organic yang lebih besar.
Bakteri dapat dikelompokkan sebagai bakteri Gram positif dan bakteri Gram negative berdasarkan responnya terhadap pewarnaan Gram.
Lapisan Peptidoglikan
Merupakan polimer kompleks yang teridi atas 3 bagian, yaitu:
a. Rangka dasar, terdiri atas rangkaian asam N-asetilglukosamin dan asam N-asetilmuramat yang disusun berselang seling.
b. Rantai samping, terdiri atas tetrapeptida yang melekat pada asam N-asetilmuramat.
c. Sambungan silang, yang terdiri atas seperangkat peptide yang identik.
Semua rantai peptidoglikan memiliki hubungan silang satu sama lain, yang menunjukkan bahwa tiap lapisan peptidoglikan merupakan suatu molekul raksasa. Pada bakteriGram positif, terdapat 40 lapisan peptidoglikan yang merupakan 50% dari bahan dinding sel, sedangkan pada bakteri Gram negative hanya satu atau dua lapisan peptidoglikan sekitar 5 – 10% dari bahan dinding sel.
Berikut hasil analisis dari dinding sel yang menunjukkan perbedaan antara susunan dinding sel bakteri Gram positif dan bakteri Gram negative:
No Gram positif Gram negative
1. Komponen terbesar terdiri dari peptidoglikan atau mukopeptida Terdiri dari 3 lapisan:
a. Lapisan dalam adalah mukopeptida
b. Lapisan luar terdiri dari lapisan:
1) Lipopolisakarida
2) Lipoprotein
2. Pada beberapa bakteri terdapat asam teikoat Tidak ada asam teikoat
3. Mukopeptida mengalami lisis oleh enzim Lisozim melunakkan dinding sel, deterjen mengadakan disorganisasi dinding itu dengan merusak lapisan lipida.
4. Dinding sel tebal, 25 – 30 nm Dinding sel tipis, 10 – 15 nm
Fungsi dari dinding sel bakteri dapat kita simpulkan sebagai berikut:
a. pelindung terhadap tekanan osmosis
b. pembelahan sel
c. biosintesis bagi dirinya sendiri
d. dinding sel merupakan determinan dari antigen permukaan bakteri
e. sebagai aktivitas endotoksin yang tidak spesifik (lipopolisakarida)
2. Membran Sitoplasma
Membran sitoplasma disebut juga membrane sel. Komposisi membrane sitoplasma terdiri atas fosfolipid dan protein. Membran tersebut sangat penting untuk sel dan mempunyai fungsi utama, yaitu sebagai beruikut:
a. Memelihara tekanan osmosis
Memelihara tekanan osmosis intraseluler, artinya membrane sel bertindak sebagai penyangga osmotic (osmotic barrier) dan tidak permeable terhadap zat-zat yang mengion dan zat yang tidak mengion yang molekulnya tidak lebih besar dari gliserol.
b. Sistem transport aktif
Sistem transport aktif berfungsi untuk mengeluarkan enzim ekstraseluler dan zat-zat untuk mempelopori pembentukan dinding sel serta mengatur pemasukan garam-garam esensial, asam amino, dan gula-gula yang molekulnya lebih besar. Tiap system transport mempunyai fungsi yang sangat khusus untuk suatu zat tertentu, misalnya sel dapat mengangkut fruktosa tetapi maltosa tidak. Enzim-enzim ini seringkali disebut permeases.
c. Menyediakan tempat untuk reaksi utama enzim
Menyediakan tempat untuk reaksi-rekasi utama enzim yang berhubungan dengan metabolisme energi. Jika merman sel itu diperiksa secara tersendiri tampak ada partikel-partikel kecil yang bergagang pendek melekat pada sel. Partikel-partikel ini menyerupai partikel-partikel yang ditemukan dalam mitokondria pada sel-sel eukariotik dan mengandung aktivitas ATP-ase.
Sebelah luar membrane sitoplasma terdapat ruang periplasma, dalam ruang ini pada beberapa bakteri terdapat enzim degradatif. Jadi, molekul-molekul besar yang melalui dinding sel dapat dipecah di tempat ini menjadi gula sederhana, asam amino, dan sebagainya yang kemudian diangkut melalui membrane sel dengan system transport.
Akhir-akhir ini para ahli mikrobiologi tertarik pada suatu struktur semacam membrane yang letaknya intraseluler yang diberi nama mesosom (mesos=tengah; soma=badan). Mesosom ini adalah invaginasi dari membrane sitoplasma dan pada beberapa bakteri ada daerah-daerah di mana membrane ini mengalami diferensiasi. Pada bakteri Gram negative, mesosom jarang ditemukan, dan bila ada hanya merupakan lipatan sederhana dari membrane sitoplasma, sehingga bila dinding sel hilang oleh pengaruh lisozim dan diletakkan dalam lingkungan hipotonis sehingga terbentuk sferoplas (bentuk sel yang bulat dan akan pecah bila diletakkan dalam lingkungan yang hipotonis), mesosom itu menghilang menjadi membrane sitoplasma yang rata. Sebaliknya, mesosom pada bakteri Gram positif tampak jelas dan banyak. Selain itu merupakan bagian dari membrane sitoplasma, bentuknya seperti vesika atau tubulus, sehingga bila diperlakukan dengan lisozim dalam larutan sedikit hipotonis tampaknya seperti tubulus yang menonjol keluar sferoplas.
Mesosom dianggap mempunyai fungsi tertentu dalam pembelahan sel dan dalam pembentukan endospora.
Zat-zat antibakteri yang mempengaruhi membrane sitoplasma adalah sebagai berikut:
- deterjen, yang mengandung gugus lipofilik dan hidrofilik akan merusak membrane sitoplasma dan mematikan sel bakteri.
- antibiotic, yang secara khusus mengganggu fungsi biosintesis selaput membrane sitoplasma, seperti polimiksin, asam nalidiksat, fenetilalkohol dan novobiosin.
3. Sitoplasma
Sitoplasma (kytos=sel, plasma=substansi) bukan merupakan substansi yang homogen dan terdiri dari bermacam-macam zat dan struktur yang berada dalam membrane sel, kecuali materi nukelus. Dengan kata lain, terdiri dari beraneka ragam mikrosom (mikro=kecil, soma=badan) atau partikel subseluler yang sebagian besar adalah protein atau nucleoprotein dengan beberapa lipoprotein dan bahan-bahan lain. Semuanya ini tersuspensi dalam zat dasar yang cair atau setengah padat yang disebut matriks. Matriks ini adalah suatu campuran yang kompleks yang mengandung bermacam-macam ion (H+, PO43-, Na+, Cl-), asam-asam amino, beberapa jenis protein, lipokompleks, peptide, purin, pirimidin, glukosa, ribose, vitamin, nukleotida, koenzim, disakarida, dan lain-lain. Secara fungsional zat-zat ini merupakan:
- molekul-molekul pelopor dan bahan-bahan bangunan lain untuk digunakan dalam sintesis sel,
- sumber energi (misalnya glukosa dan bahan-bahan lain yang dapat dioksidasi),
- zat-zat buangan dari sel untuk diekskresi ke luar sel.
Matriks ini dapat juga mengandung RNA dan enzim-enzim yang lengkap dan aktif dalam larutannya, juga terdapat bahan makanan berupa granula atau globuli sebagai cadangan yang komposisinya tergantung pada kondisi makanan sekitarnya.
4. Ribosom
Semua sitoplasma sel tampak seperti bergranula. Hal ini disebabkan karena adanya sejumlah besar partikel-partikel halus yang tersbar secara baur yang dinamakan ribosom. Ribosom ini berbeda ukuran dan kepadatannya yang disesuaikan dengan tempat asalnya.
Setiap ribosom terdiri dari subunit kecil (30 S) dan subunit yang lebih besar (kira-kira 50 S). Ribosom cenderung membentuk kelompok-kelompok dari bermacam-macam ukuran yang disebut poliribosom atau poliosom. Ribosom sebagian besar terdiri dari rRNA (ribosom RNA) dengan sedikit protein (ribonukleoprotein). Sekurang-kurangnya sebagian dari RNA ribosom itu adalah mRNA (messenger RNA). Dengan demikian, ribosom bertanggung jawab atas sintesis protein spesifik berikut protein dari semua enzim.
5. Nukleus
Sel-sel prokariotik tidak mempunyai nucleus seperti pada eukariotik dengan membrane nucleus yang jelas, yang ada adalah suatu daerah nukelus yang disebut nukelotid yang tidak dilindungi oleh membrane dan tidak mengadakan mitosis dan meiosis. Strukturnya merupakan suatu masa amorf yang lobuler terdiri dari banyak materi kromatin yang fibriler.
Fibril-fibril yang tampak pada nukelotid bakteri dalam mikroskop electron merupakan filament DNA yang panjang (kira-kira 1400nm) dan tipis (kira-kira 3 nm), fleksibel dan sirkuler (tidak berujung bebas). Susunannya dalam sel dapat digambarkan sebagai dua helai benang halus sepanjang enam sampai sepuluh kaki, yang dililitkan bersama dan digulung, ujungnya diikat bersama dan keseluruhannya dikumpulkan dalam genggaman, sehingga berbentuk berkas yang bentuknya tidak teratur dan terikat kuat. Kadang-kadang tampak dengan replikasinya pada yang sedang aktif membelah. Filamen sirkuler DNA semacam ini pada umumnya disebut komosom bakteri.
6. Spora (Endospora)
Beberapa bakteri dapat membentuk spora, seperti pada bakteri Gram positif. Spora pada bakteri adalah endospora, yang merupakan suatu badan yang refraktil terdapat dalam induk sel dan merupakan suatu stadium istirahat dari sel tersebut. Endospora memiliki tingkat metabolisme yang sangat rendah sehingga dapat bertahan hidup sampai bertahun-tahun tanpa memerlukan sumber makanan dari luar. Bila diletakkan dalam medium pembiakan yang sesuai, spora itu mengadakan germinasi dan menjadi sel vegetatif yang sanggup tumbuh dan bermultiplikasi seperti biasa.
Endospora tidak mudah dicat, tahan terhadap pemanasan, pengeringan, dan terhadap bahan kimia yang beracun. Pembentukan endospora terbatas pada beberapa genus saja, terutama dari genus Bacillus dan Clostridium yang berbentuk batang. Sifatnya terhadap pengecatan Gram adalah Gram positif atau gram variable pada biakan tua.
Proses pembentukan endospora secara singkat dapat melalui langkah-langkah sebagai berikut:
a. Penjajaran kembali bahan DNA menjadi filament dan invaginasi membrane sel di dekat satu ujung sel untuk membentuk suatu struktur yang disebut bakal spora.
b. Pembentukan sederatan lapisan yang menutupi bakal spora, yaitu korteks spora diikuti dengan selubung spora berlapis banyak.
c. Pelepasan spora bebas seraya sel induk mengalami lisis.
Sedangkan proses perkecambanhan spora menjadi sel vegetatif adalah sebagai berikut:
a. aktivasi spora dengan panas atau pengusangan
b. berkecambah
c. pertumbuhan menjadi sel vegetatif.
Struktur dan sifat-sifat endospora adalah sebagai berikut:
a. Inti, merupakan protoplas spora yang mengandung nucleus yang lengkap, semua komponen aparat pembuat protein, dan suatu system penghasil energi berdasarkan glikolisis.
b. Dinding spora, merupakan lapisan dalam yang mengelilingi membrane dalam pada spora yang mengandung peptidoglikan.
c. Korteks, merupakan lapisan paling tebal pada pembungkus spora yang mengandung peptidoglikan yang istimewa dan peka terhadap lisozim dan tahan terhadap panas.
d. Pembungkus, terdiri atas protein yang menyerupai keratin yang mengandung banyak ikatan disulfide intermolekul. Sifat tidak tembus lapisan ini menyebabkan spora relative tahan terhadap zat-zat kimiawi antimikroba.
e. Eksosporium, merupakan selaput lipoprotein yang menagndung beberapa karbohidrat.
7. Flagel (Flagellum)
Flagel bakteri merupakan alat tambahan sebagai alat penggerak pada sel yang menyerupai benang dan seluruhnya terdiri atas protein, dengan garis tengah 12 – 30 nm. Ada 3 jenis susunan falgel, yaitu monotrika (falgel tunggal terdapat pada kutub), lofotrika (falgel pada kutub yang multiple), atau peritrika (falgel terdapat di seluruh sisi sel).
8. Fili (Fimbria)
Banyak bakteri Gram negative memiliki tonjolan pada permukaan sel yang kaku yang dinamakan fili (rambut) atau fimbria (daerah pinggir). Fili lebih pendek dan lebih halus dari pada flagel, dan terdiri atas subunit-subunit protein yang disebut pilin.
Sumber : http://biologi-nasyif.blogspot.com/2010/10/morfologi-dan-struktur-bakteri.html
0 komentar:
Posting Komentar