SEL PROKARIOT DAN EUKARIOT

Transkripsi

1 MIKROBIOLOGI DASAR Pertemuan ke-3 SEL PROKARIOT DAN EUKARIOT

2 # Cell: The smallest unit of life that can perform all life processes. # Cell Theory (Really important - Know This!) # All organisms are made of one or more cells # The cell is the basic unit of all living things # All cells come from existing cells Anthony Van Leeuwenhook 1673 Dutch inventor who created the microscope that we recognize today First person to discover microbes He also looked at blood cells

3 Kapan Organisme ada di dunia? Alam semesta tercipta karena adanya the big bang kira-kira 15 milyar tahun lalu Bumi ada sekitar 4,5 milyar tahun lalu dan mikroba ada kira-kira 3,5 milyar tahun lalu, tumbuhan dan binatang kira-kira 1,5 milyar tahun lalu, MANUSIA? Proses kejadian mikroba secara teoritis? - Terjadi benturan keras antara udara/gas yang menyelimuti bumi dengan sinar UV menghasilkan energi - Energi mengkonversi seny. Anorganik menjadi seny. organik sederhana (gula & asam amino) - Seny sederhana ini bereaksi membentuk seny. organik kompleks (protein, asam nukleat) yang merupakan komponen utama penyusun semua organisme hidup - Protein dan asam nukleat membentuk protoplasma yang mengandung enzim dan unsur-unsur genetik untuk pembelahan diri - Inilah merupakan organisme bersel tunggal primitif sebagai cikal bakal mikroba Pada awal kejadiannya belum ada oksigen shg mikroba primitif ini melakukan Metabolisme secara anaerob untuk mendapatkan energi.bertahan hidup! Mikroba mengalami evolusi untuk dapat menyesuaikan lingkungan (sumber energi dari senyawa organik/anorganik, ada tidaknya oksigen dll)

4 Linnaeus [5] (1735) 2 kingdoms Haeckel [6] (1866) 3 kingdoms Chatton [7] (1925) 2 groups Copeland [8] (1938) 4 kingdoms Whittaker [2] (1969) 5 kingdoms Woese [9][10] (1977,1990) 3 domains Animalia Animalia Animalia Animalia Plantae Plantae Vegetabilia Plantae Protoctista Fungi Eukarya Protista Protista (not treated) Protista Prokaryote Monera Monera Archaea Bacteria

5 Klasifikasi Organisme Sebelum ditemukan mikroba, semua organisme dikelompokkan ke dalam 2 kingdom (Animale dan Vegetabilia menurut Linnaeus, 1735) Pada tahun 1977, Carl Whoose mengajukan sistem klasifikasi baru yang didasarkan pada susunan sel organisme menjadi 3 domain: 1. Bakteri: mikroba yang dinding selnya mengandung peptidoglikan 2. Archaea: mikroba yang dinding selnya tidak atau sedikit mengandung peptidoglikan 3. Eukarya terdiri dari: a. Protista: kapang berlendir, protozoa dan alga b. Fungi: khamir, kapang dan jamur c. Tumbuh-tumbuhan d. Binatang (termasuk manusia) Virus tidak digolongkan ke dalam satu golongan di atas karena tidak mempunyai Prof. Ir. H. Usman ciri-ciri Pato, MSc. PhD. yang dapat dikategorikan sebagai sel (disebut organisme aseluler)

6 Domain : Eukarya Kingdom : Plantae Filum/Devisi : Tracheophyta Klas : Angiospermae Ordo : Rosales Famili : Rosaceae Genus : Rosa Spesies : Rosa multiflora (Mawar merci) Domain : Eukarya Kingdom : Animalia Filum/Devisi : Chordata Klas : Mammalia Ordo : Carnivora Famili : Canidae (42 gigi) Genus : Canis Spesies : Canis familiaris (Anjing) Domain : Bacteria Kingdom : Tidak ada Filum/Devisi Klas Ordo Famili : Proteobacteria : Symobacteria : Enterobacteriales : Enterobacteriaceae Genus : Escherichia Spesies : Escherichia coli

7 Sel Prokariot dan Eukariot Sel merupakan unit terkecil dari suatu organiseme multiseluler Klasifikasi organisme berdasarkan selnya: 1. Sel prokariot: Bakteri dan Archaea 2. Sel eukariot: - Fungi: khamir, kapang dan jamur - Ganggang/alga -Protozoa multiseluler - Tumbuh-tumbuhan - Hewan dan manusia Uniseluler -Virus? Tidak digolongkan ke dalam kategori di atas karena virus tidak mempunyai ciri-ciri yang dpt dikategorikan sebagai sel pada umumnya - Virus tdk dapat melakukan metabolisme dan biosintesis - Virus baru dikatakan sebagai makhluk hidup jika terdapat di dalam sel organisme lain (sel inang)

8 Bentuk dan Ukuran Sel Mikroba

9 Bentuk dan Ukuran Sel Mikroba

10 Perbandingan ukuran beberapa mikroba

11 Bentuk Sel Bakteri

12

13 Bentuk sel Protozoa dan Alga

14 Bentuk sel Alga

15 Perbedaan Sel Prokariot dan Sel Eukariot Perbedaan utama pada ada tidaknya inti sel (nukleus) Eukariot berasal dari kata eu = sejati dan karyo = keseluruhan inti sel Jadi sel eukariot = sel yang mempunyai inti sel sejati Sel prokariot = sel yang tidak mempunyai inti sel sejati

16 Struktur Sel Sel eukariot Sel prokariot Sel Binatang Sel Bakteri Sel Tumbuhan

17 Struktur Sel yang ada pada sel prokariot dan eukariot Membran sitoplasma: Tersusun dari fosfolipid (40%) dan protein (60%) - Ketebalan sekitar 70 A (0,0070 µm) - Fungsi: 1. Tempat pengaturan masuknya senyawa-senyawa (sifat semipermeable) yang dibutuhkan dan keluarnya hasil-hasil buangan metabolisme 2. Tempat sintesis dinding sel 3. Tempat berlangsungnya respirasi (bagi sel prokariot) karena ada enzim2 dalam siklus Krebs enzim dalam transpor elektron pada memban selnya (pada sel eukariot respirasi terjadi di dalam mitokondria)

18 Membran sel

19 SITOPLASMA Bahan yang menyerupai gel yg terdapat dalam sel Mengatur agar organel2 tetap berada pada tempatnya Mengandung serat sitoskeleton

20 SITOSKLETON (Cytoskeleton) Tersusun dari mikrotubul dan mikrofilamen Fungsi: 1. memperkuat dan mempertahankan bentuk sel; 2. Memindahkan organel dalam sel

21 Struktur Genetik Pada sel prokariot: DNA terdapat dalam kromosom yang terletak di dlm sitoplasma; biasanya hanya terdiri dari 1 DNA saja Pada sel eukariot: DNA terdapat dalam kromosom yang terletak dalam nukleus (inti sel); biasanya terdiri dari 2 sampai beberapa ratus DNA Panjang DNA Um yang dilipat-lipat sangat padat (bandingkan dengan panjang E. coli yang hanya 2 Um) Fungsi sebagai pembawa sifat2 keturunan

22

23 RIBOSOM Terdiri dari 60% RNA dan 40% protein Ukuran 70 S (unit Svedberg) pada sel prokariot dan 80 S pada sel eukariot Fungsi: tempat sintesis protein

24 Dinding Sel # Hampir semua sel prokariot kecuali Mycoplasma mempunyai dinding sel; terutama peptidoglikan (pada bakteri gram positif 90% dan bakteri gram negatif 5-20%) # Pada sel eukariot: - Ganggang: selulosa, silika, kalsium karbonat, manan, xilan, senyawa pektat dan protein - Fungi: polimer glukosa dengan ikatan beta 1,4 (selulosa) dan beta 1,3), khitin (polimer N asetil glukosamin dengan ikatan beta 1,4) - Protozoa: tidak mempunyai dinding sel, tapi mempunyai lapisan permukaan yang disebut pseudokhitin, selulosa, kalsium karbonat, silika atau strontium sulfat - Tumbuhan: tersusun dari selulosa - Binatang: tidak punya dinding sel # Dinding sel bila diwarnai dengan pewarnaan gram: - Sel prokariot: ada berwarna ungu (Gram +) atau merah - (Gram ) - Sel eukariot: semuanya berwarna ungu (Gram +)

25 Dinding sel bakteri

26 Fuchsin

27 FLAGELA Ukuran 20 nm yang hanya dapat dilihat jika diwarnai dengan pewarna fuksin basa + asam tanat Fungsi: alat pergerakan (ada bersifat motil) pd sel prokariot dan eukariot Pergerakan juga dpt dilakukan dengan cara meluncur (gliding) pd bakteri, pergerakan sitoplasma pd ptotozoa, gangang dan fungi Pergerakan juga terjadi karena adanya silia (klas Ciliata, suatu jenis Protozoa) Jenis-jenis flagela: monotrikat, lopotrikat, ampitrikat dan peritrikat Perlu diperhatikan pergerakan sejati dengan pergerakan Brown (Brownian Motion) yang terjadi pada sel mati karena terjadinya pergerakan air

28 Gambar Flagela Bakteri A = Monotrikat B = Lopotrikat C = Ampitrikat D = Peritrikat

29 Pergerakan Flagella Cara swimming Cara Rotation

30 Pewarnaan Flagela Persiapan preparat sama dengan preparat untuk pewarnaan gram Berikan senyawa mordan misalnya asam tannat selama 1 menit Berikan pewarna karbolfuksin selama 1 menit dan amati di bawah mikroskop Flagella akan nampak pada ujung sel mikroba dan flagella nampak lebih tebal dibanding selnya akibat pewarna terakumulasi pada saat perlakuan spesimen dengan senyawa mordan

31 KAPSUL Komponen berlendir yang melapisi permukaan sel prokariot dan eukariot (kalau padat disebut kapsul dan kalau cair disebut lapisan lendir Kapsul terdiri dari: polisakarida, polipeptida atau kompleks polisakarida-protein Penghasil kapsul: bakteri, ganggang biruhijau dan khamir tertentu Fungsi: - Penyesuaian diri dengan lingkungan hidupnya - Adesi sel pada permukaan padat (khusus lapisan lendir)

32 Struktur Khas pada Sel Prokariot PILI Ukuran pili jauh lebih kecil dari flagela, tapi jumlahnya banyak Fungsi: - Konjugasi (proses reproduksi bakteri) untuk memindahkan DNA plasmid dari satu sel ke sel lain (Pilus F atau pilus seks) - Penempelan (adesi) bakteri pada permukaan padat - Pembentukan film pada permukaan cairan

33

34

35 ENDOSPORA Mikroba penghasil endospora hanya Bakteri: Clostridium, Sporosarcina dan Bacillus Endospora tahan thd kondisi lingkungan yang ekstrim: kering, pemanasan, asam dll Eksospora? Spora yang terletak diluar sel: mis pada` kapang dan bakteri (Streptomyces sp.)

36 Letak Endospora Variations in endospore morphology. (1, 4) Central endospore, (2, 3, 5) terminal endospore, (6) lateral endospore

37 Pewarnaan Endospora Persiapkan preparat seperti halnya preparat untuk pewarnaan gram Berikan/celupkan preparat ke dalam malachite green lalu dipanaskan dengan cara dikukus selama 5 menit. Pengukusan akan menyebabkan penetrasi malchite green ke dalam dinding sel endospora Preparat dicuci selama 30 detik untuk menghilangkan malachite green dari bagianbagian sel kecuali endospora Selanjutnya diberi pewarna safranin untuk mewarnai bagian sel kecuali endospora. Amati di bawah mikroskop. Endospora tampak berwarna hijau di dalam sel mikroba

38 Vakuola Gas Terdapat pada bakteri fotosintetik dan ganggang biru-hijau yang hidup di perairan Dikelilingi oleh protein yang tidak tembus air tapi tembus gas Fungsi: untuk mengapung di permukaan air

39

40

41 STRUKTUR KHAS PADA SEL EUKARIOT Inti Sel (Nucleus) Bagian sel eukariot yang berbentuk bulat yg mengandung inti sel (nucleolus), DNA (dalam kromosom) serta dikelilingi oleh membran inti

42 STRUKTUR KHAS PADA SEL EUKARIOT VAKUOLA (Vesicle) Vakuola makanan: utk pencernaan makanan Vakuola kontraktil: membantu pengaturan tekanan osmotik sel dan membantu pengeluaran produk buangan dan air

43 LISOSOMA Fungsi: menghancurkan senyawasenyawa asing yang masuk ke sel Pada hewan berperan dalam ketahanan tubuh hewan/manusia thd infeksi Sering disebut suicide bags

44 STRUKTUR KHAS PADA SEL EUKARIOT (lanjutan) MITOKONDRIA Mitokondria terdiri dari 2 lapisan Ukuran panjang 2-3 mikron dan diameter 1 mikron Jumlah mitokondria per sel tergantung pada organismenya Fungsi: tempat respirasi (utk memperoleh energi)

45

46 KHLOROPLAST Struktur yang mengandung klorofil (berperan dalam fotosintesis) Khloroplast mempunyai membran luar (disebut lamela fotosintetik=tilakoid) yang mengelilingi membran bagian dalam Terdapat pada ganggang dan tumbuhan

47

48 STRUKTUR KHAS PADA SEL EUKARIOT (lanjutan) RETIKULUM ENDOPLASMA Sebagai saluran penghubung antara bagian permukaan dengan bagian dalam sel Pada sel hewan berfungsi untuk melekatkan komponen2 penting dalam sintesis protein

49 Badan Golgi Berperan dalam sintesis dinding sel Pada tanaman Badan Golgi disebut juga diktisom Pada sel hewan berperan untuk membungkus enzim yang akan dikeluarkan dari sel

50 Sekian