A. PENDAHULUAN
Unit fisik
terkecil dari organisme
hidup adalah sel.
Komposisi material sel pada semua
organisme adalah sama
yaitu: DNA, RNA, protein, lemak
dan fosfolipid, yang merupakan komponen dasar semua jenis sel. Namun demikian
pengamatan lebih teliti menunjukkan
adanya perbedaan sangat mendasar antara sel bakteri dan sianobakteria di satu
pihak dengan sel hewan dan tumbuhan di lain pihak. Ada dua tipe sel yaitu: sel prokariotik dan
sel eukariotik. Sel prokariotik merupakan tipe
sel pada bakteri
dan sianobakteria /
alga biru (disebut
jasad prokariot). Sel eukariotik merupakan
tipe sel pada
jasad yang tingkatnya
lebih tinggi dari
bakteri (disebut jasad eukariot)
yaitu khamir, jamur (fungi), alga selain alga biru, protozoa dan tanaman
serta hewan.
Perbedaan kedua
tipe jasad itu adalah sebagai berikut:
Struktur
|
Prokariot
|
Eukariot
|
Macam mikroba
|
Bakteri dan
Sianobakteria (Algae hijau-biru)
|
Algae umumnya,
Fungi, Protozoa,
Plantae, animalia
|
Ukuran sel
|
<1-2 x 1-4 µ
(mikron)
|
> 5 µ (mikron)
|
Struktur genetik:
- Membran inti
- Jumlah kromosom
- Mitosis
- DNA inti
- DNA organel
- % G+C DNA
|
Tidak ada
1 (siklis)
tidak ada
tidak terikat
histon
tidak ada
28-73
|
ada
> 1
ada
terikat histon
ada
+ 40
|
Struktur dalam
sitoplasma
- Mitokondria
- Kloroplas
- Ribosom plasma
- Ribosom organel
- Retikulum
endoplasmik
- Aparat golgi
- Fagositosis
- Pinositosis
|
Tidak ada
Tidak ada
70 S*)
tidak ada
tidak ada
tidak ada
tidak ada
tidak ada
|
Ada
Ada / tidak ada
80 S*)
ada (70 S*)
)
ada
ada
ada / tidak ada
ada / tidak ada
|
Keterangan: *) S :
konstante pengendapan Svedberg = 1 x 10-13 detik/dyne/gram
B. SEL PROKARIOTIK
Tipe sel
prokariotik mempunyai ukuran yang lebih
kecil dibandingkan dengan sel eukariotik. Beberapa sel bakteri Pseudomonas hanya berukuran
0,4-0,7µ diameternya dan panjangnya 2-3µ . Sel ini tidak mempunyai organela
seperti mitokondria, khloroplas dan aparat golgi.
Inti sel
prokariotik tidak mempunyai
membran. Bahan genetis terdapat
di dalam sitoplasma, berupa
untaian ganda (double helix) DNA berbentuk lingkaran yang tertutup. “Kromosom”
bakteri pada umumnya hanya satu, tetapi
juga mempunyai satu atau lebih molekul DNA
yang melingkar (sirkuler)
yang disebut plasmid.
Sel prokariotik tidak mengandung organel yang dikelilingi
oleh membran. Ribosom yang dimiliki sel prokariot lebih kecil yaitu berukuran
70S. Ukuran genom sel prokariot berbeda dengan sel eukariot. Jumlah DNA
penyusun pada sel prokariot
berkisar antara 0,8-8.106 pasangan basa
(pb) DNA. DNA pada sel eukariot mempunyai pasangan
basa lebih tinggi,
sebagai contoh: Neurospora 19.106; Aspergillus niger
40.106; Jagung 7.109;
dan manusia 29.109.
Sel prokariotik tidak seluruhnya membutuhkan oksigen,
misalnya pada bakteri anaerob.
C. SEL EUKARIOTIK
Sel eukariotik
mempunyai inti sejati
yang diselimuti membran
inti. Inti sel mengandung bahan
genetis berupa genome/
DNA. Seluruh bahan
genetis tersebut tersusun dalam
suatu kromosom. Di dalam kromosom
terdapat DNA yang berasosiasi dengan suatu
protein yang disebut
histon. Kromosom dapat mengalami pembelahan melalui proses yang dikenal
sebagai mitosis. Sel eukariotik
juga mengandung organel-organel seperti
mitokondria dan khloroplas yang
mengandung sedikit DNA. Bentuk DNA dalam ke dua organel tersebut adalah sirkuler tertutup (seperti
DNA prokariot). Ribosom pada sel eukariotik lebih besar dibandingkan prokariotik,
berukuran 80S. Di
dalam sel ini
juga dijumpai organel
lain yang bermembran, yaitu
aparatus golgi. Pada
tanaman organela ini
mirip dengan diktiosom. Kedua organel tersebut berperan
dalam proses sekresi.
D. STRUKTUR SEL
1. Inti Sel
Inti sel
eukariotik pada interfase
dikelilingi oleh suatu membran. Membran terdiri atas 2 lapisan
lemak (lipid bilayers). DNA
pada inti tersebar dalam suatu struktur yang disebut kromosom.
Pembelahan inti dari
satu menjadi dua
anak inti dikenal
sebagai mitosis. Pada tanaman
dan hewan tingkat
tinggi dikenal adanya
reproduksi secara
seksual. Pada
saat pembuahan, ke dua inti
dari sel jantan
dan sel betina
(gamet) melebur membentuk sigot.
Masing-masing jenis gamet
menyumbang sejumlah (n) kromosom. Dengan demikian sigot
mengandung dua set kromosom (2n). Apabila
gamet bersifat haploid, maka
sigot bersifat diploid.
Semua sel somatik
bersifat diploid (mengandung
2 set kromosom).
Pada saat generasi
seksual berikutnya, kromosom normal (2n)
mengalami segregasi menjadi
haploid. Proses pengurangan
separo kromosom dari 2n menjadi n kromosom disebut meiosis.
2. Membran Sel
Prokariotik
Permukaan luar
lipid bilayers membran sel bersifat hidrofil, sedangkan permukaan dalamnya bersifat hidrofob. Stabilitas membran
sel disebabkan oleh kekuatan hidrofobik antara residu asam lemak dan kekuatan
elektrostatis antara ujung-ujung hidrofilik. Pada bilayer terdapat protein yang letaknya
tenggelam (di dalam) bilayer
atau terdapat pada permukaannya. Pada
beberapa bakteri, membran
mengelilingi sitoplasma tanpa
menunjukkan adanya lipatan. Membran pada bakteri lain mengalami pelipatan
ke dalam yang disebut mesosom. Pada bakteri
fotosintetik, khlorofil tidak
terdapat dalam suatu
khloroplas, melainkan
terdapat dalam membran
yang sangat berlipat-lipat di
dalam sel, yang disebut
membran tilakoid. Sistem
fotosintetik pada bakteri
disamping menggunakan khlorofil, juga
karotenoid. Keduanya mengandung
sistem transport elektron
yang menghasilkan ATP pada proses fotosintesis.
3. Dinding Sel
Dinding sel
bakteri bersifat agak
elastis. Dinding sel
tidak bersifat permeabel terhadap garam
dan senyawa tertentu
dengan berat molekul rendah.
Secara normal konsentrasi garam
dan gula yang menentukan tekanan osmotik di dalam sel lebih tinggi daripada
di luar sel. Apabila tekanan osmose di luar sel naik, air sel akan mengalir keluar,
protoplasma mengalami pengkerutan, dan membran akan terlepas dari dinding sel. Proses ini disebut dengan plasmolisis. Rangka
dasar dinding sel
bakteri: Rangka dasar
dinding sel bakteri
adalah murein peptidoglikan. Murein
tersusun dari N-asetil
glukosamin dan N-asetil
asam muramat, yang terikat
melalui ikatan 1,4-β-glikosida. Pada
N-asetil asam muramat terdapat rantai
pendek asam amino:
alanin, glutamat, diaminopimelat, atau
lisin dan alanin, yang
terikat melalui ikatan peptida.
Peranan ikatan peptida
ini sangat penting dalam
menghubungkan antara rantai
satu dengan rantai
yang lain. Komponen
dan struktur dinding sel prokariot ini sangat unik, dan tidak dijumpai
pada sel eukariotik. Dinding sel bakteri
gram positif: Dinding sel bakteri gram positif
terdiri 40 lapis rangka dasar
murein, meliputi 30-70 % berat kering
dinding sel bakteri. Senyawa lain penyusun dinding sel gram positif adalah
polisakarida yang terikat secara
kovalen, dan asam teikoat yang sangat spesifik.
Dinding sel bakteri
gram negatif: Dinding sel bakteri gram negatif hanya terdiri atas satu lapis rangka dasar murein,
dan hanya meliputi + 10% dari berat kering dinding sel. Murein hanya mengandung diaminopemelat, dan
tidak mengandung lisin. Di luar rangka murein tersebut
terdapat sejumlah besar
lipoprotein, lipopolisakarida,
dan lipida jenis lain. Senyawa-senyawa ini merupakan 80 % penyusun dinding sel. Asam teikoat tidak terdapat dalam dinding sel ini.
Peranan
lisosim dan penisilin: Lisosim adalah ensim antibakteri yang
terdapat dalam putih telur
dan air mata, dan
dapat dihasilkan oleh
beberapa bakteri. Lisosim akan
merusak ikatan antar
N-asetilglukosamin dan N-asetil
asam muramat dalam murein, sehingga lisosim dapat merombak murein. dalam dinding
sel. Dinding sel yang rusakkan menghasilkan
sel tanpa dinding
sel yang disebut
spheroplas. Spheroplas sangat
rentan terhadap tekanan osmotik. Penisilin akan
bekerja aktif terhadap
dinding sel gram
positif yang sedang membelah. Senyawa ini mengakibatkan sel
tumbuh tidak beraturan.
Dalam hal ini penisilin menghambat pembentukan dinding
sel.
4. Flagel dan Pili
Flagel merupakan
salah satu alat gerak bakteri. Letak
flagel dapar polar, bipolar, peritrik,
maupun politrik. Flagel
mengakibatkan bakteri dapat
bergerak berputar. Penyusun flagel
adalah sub unit
protein yang disebut
flagelin, yang mempunyai berat molekul rendah. Ukuran flagel
berdiameter 12-18 nm dan panjangnya
lebih dari 20 nm. Pada beberapa
bakteri, permukaan selnya dikelilingi oleh puluhan sampai ratusan pili, dengan panjang
12 nm. Pili
disebut juga sebagai
fimbrae. Sex-pili berperan
pada konjugasi sel. Pada bakteri Escherichia coli strain K-12 hanya
dijumpai 2 buah pili.
5. Kapsul dan
Lendir
Beberapa bakteri
mengakumulasi senyawa-senyawa yang kaya akan air, sehingga membentuk suatu lapisan di permukaan luar selnya
yang disebut sebagai kapsul atau selubung berlendir.
Fungsinya untuk kehidupan
bakteri tidak begitu
esensial, namun menyebabkan timbulnya sifat virulen terhadap
inangnya. Dalam pembentukan agregasi
tanah, senyawa yang
terkandung dalam kapsul atau lendir inilah yang sangat berperan. Keberadaan kapsul mudah diketahui dengan
metode pengecatan negatif menggunakan tinta
cina atau nigrosin. Kapsul akan
tampak transparan diantara
latar belakang yang gelap.
Pada umumnya penyusun
utama kapsul adalah
polisakarida yang terdiri
atas
glukosa, gula
amino, rhamnosa, serta
asam organik seperti
asam piruvat dan
asam asetat. Ada pula
yang mengandung peptida, seperti
kapsul pada bakteri
Bacillus sp. Lendir merupakan
kapsul yang lebih encer. Adakalanya kapsul bakteri dapat dipisahkan dengan
metode penggojokan kemudian diekstrak untuk menghasilkan lendir.
