BENTUK PERMUKAAN SEL

BENTUK PERMUKAAN SEL

Kita telah mempelajari kemikalia penyusun sel pada matakuliah kimia, kimia organik, dan biokimia. Sekarang kita akan mempelajari kombinasi kemikalia tersebut menjadi sebuah struktur kompak yang terdapat dalam sel mikroba. Masing-masing struktur tersebut mempunyai fungsi berbeda.

Semua sel hidup dibedakan menjadi 2 yaitu sel prokariota (bernukleus semu) dan sel eukariota (bernukleus sejati). Sel prokariota tidak memiliki nukleus dan struktur berpembungkus membran kecuali membran sel. Karena tidak memiliki nukleus, maka material genetik inti (DNA) tersuspensi di seluruh sel, sehingga bentuk DNA bervariasi, bahkan terlihat 2 atau lebih (sesungguhnya hanya 1). Sebaliknya, sel eukariota memiliki nukleus dan struktur berpembungkus membran. Sel mikroba bervariasi ada yang prokariota ada pula yang eukariota. Jumlah sel penyusun organisme juga bervariasi ada yang sel tunggal ada pula yang sel banyak (multisel).

Di antara sel-sel prokariota, ternyata dapat dibedakan menjadi 2 kelompok besar (domain) yaitu arkhaea dan bakteria. Konsep domain merupakan konsep klasifikasi organisme terbaru yang diusulkan oleh Woese. Sel prokariota merupakan sel terkecil diantara organisme. Sebagian besar sel prokariota berdiameter 0,5—2,0 mm. Bandingkan dengan sel darah merah yang berdiameter 7,5 mm. Beberapa bakteri berbentuk batang dan spiral, sehingga dapat mencapai panjang 60 mm seperti pada sianobakteri dan bakteri spiral.

Biasanya bakteri memiliki 3 bentuk sel, yaitu bulat, batang, dan lengkung. Bakteri bulat disebut coccus, bakteri batang disebut basillus, dan bakteri lengkung terdiri dari 2 bentuk lengkung tunggal (koma) dan lenggung ganda (spiral). Bakteri koma disebut vibrio dan bakteri spiral disebut spirillum. Akan tetapi, terdapat bakteri yang berbentuk spindel atau ireguler.

Bentuk dan ukuran bakteri dapat berubah tergantung lingkungan dan nutrien di sekitarnya. Jika bakteri ditumbuhkan pada media bernutrisi baik dan kaya, maka ukuran bakteri dapat menjadi lebih besar dibandingkan ketika hidup di media sederhana. Terkadang bakteri memiliki bentuk berbeda-beda ketika ditumbuhkan pada media berbeda. Fenomena ini disebut pleimorfisme.

Aransemen sel-sel bakteri juga memberikan bentuk yang berbeda. Sel-sel bakteri dapat teraransemen dalam bentuk rantai, tetrad, dan kluster (Gambar 3.1). Aransemen ini tergantung pola pembelahan sel. Jika pola pembelahan sel satu arah lurus maka aransemen sel-sel berupa rantai baik pendek (diplococci) atau panjang (rantai). Akan tetapi, jika pola pembelahan sel 2 atau 4 arah lurus, maka aransemen sel-sel berupa tetrad atau kuboid. Jika pola pembelahan sel tidak berpola, maka aransemen sel-sel berupa kluster.

PERMUKAAN LUAR SEL

            Permukaan luar sel bakteri gram negatif dan gram positif berbeda. Bakteri gram negatif memiliki membran luar dan dinding sel yang tipis. Sebaliknya bakteri gram positif tidak memiliki membran luar, tetapi dinding selnya tebal.

Dinding Sel

Bakteri hidup di lingkungan yang lebih encer (lebih banyak air), sehingga terdapat arus masuk air ke dalam sel. Hal ini mengakibatkan adanya tekanan air menekan membran sel. Tekanan air terhadap membran sel disebut tekanan turgor. Membran sel tidak mampu menahan tekanan turgor, sehingga bakteri memerlukan struktur yang lebih kaku untuk menahan tekanan turgor. Struktur kaku tersebut disebut dinding sel. Dinding sel terdapat di sebelah luar membran sel .

Gambar 3.8 Struktur sel bakteri gram positif Lysodeikticus  yang telah membelah. Nukleoid (n) berbentuk amorf, mesosom (m) merupakan invaginasi membran sel (cm), dinding sel (cw) yang tebal dan berada di luar. Bar= 1mm

Pada bakteri dinding sel merupakan struktur lapisan di sebelah luar membran sel (Gambar 3.8). Pada bakteri gram negatif dinding sel terdiri atas beberapa lapis peptidoglikan dan membran luar, sedangkan dinding sel bakteri gram positif terdiri atas berlapis-lapis peptidoglikan .  Karena bagian terluar dinding sel bakteri gram negatif adalah membran luar, maka pewarnaan gram menghasilkan warna pink. Pink merupakan warna safranin yang mewarnai membran luar. Hal sebaliknya terjadi pada bakteri gram positif yang bagian terluarnya adalah peptidoglikan, hasil pewarnaan gram menghasilkan warna biru keunguan. Biru keunguan adalah warna kristal violet yang mewarnai peptidoglikan.

Peptidoglikan

Dinding sel bakteri cukup kaku, karena mengandung peptidoglikan. Peptidoglikan terdiri atas polimer selang-seling N-asetilglukosamin (NAG) dan N-asetilmuramat (NAM) (Gambar 3.10) dengan ikatan b-1,4. Setiap N-asetilmuramat berikatan dengan tetrapeptida. Tetrapeptida biasanya terdiri atas L-alanin, D-glutamat, sembarang diamino, dan D-alanin (Gambar 3.11). Polimer peptidoglikan yang satu berikatan dengan polimer peptidoglikan yang lainnya melalui jembatan (ikatan) peptida. Dengan demikian struktur peptidoglikan seperti suatu jaring yang membungkus membran sel.

Komposisi Kimia Dinding Sel Bakteri Gram Positif

Ketebalan dinding sel bakteri gram positif Bacillus subtilis sekitar 33 nm, terdiri atas beberapa lapis peptidoglikan dan senyawa non-peptidoglikan. Senyawa non-peptidoglikan dapat menyusun sampai 50% dari berat kering dinding sel. Senyawa non-peptidoglikan tersebut adalah asam teikoat, asam teikuronat, polisakarida, asam lipotekoat, glikolipid, dan asam mikolat (Gambar 3.12).

 Gambar 3.12 Permukaan sel bakteri gram positif. Membran sel (MS) terdiri atas fosfolipid (FL), dan protein membran sel (Pt & Ptb). Pada periplasmik (Per) dijumpai protein periplasmik (Pp). Dinding sel (DS) terdiri atas polimer peptidoglikan (Pep), asam lipotekoat (LTA), protein dinding sel (S), polisakarida (Ps), asam teikoat (Tei), dan asam teikorunat (Te).

Komposisi Kimia Dinding Sel Bakteri Gram Negatif

Dinding sel bakteri gram negatif lebih kompleks, karena terdapat membran luar yang melindungi peptidoglikan. Struktur membran luar ini mirip dengan membran sel. Hal yang membedakan kedua membran tersebut adalah membran luar terdiri atas fosfolipid (lapisan dalam) dan fosfolipopolisakarida (lapisan luar), sementara pada membran sel terdiri atas dwilapis fosfolipid (Gambar 3.13).