Dr. Dwi Suryanto Prof. Dr. Erman Munir Nunuk Priyani, M.Sc.

Transkripsi

1 BIO210 Mikrobiologi Dr. Dwi Suryanto Prof. Dr. Erman Munir Nunuk Priyani, M.Sc.

2 Kuliah 3. SEL PROKARYOT DAN EUKARYOT

3 Sel: unit dasar kehidupan Sel tunggal tertentu dapat menghidupi diri sendiri, misal sel amoeba, sel bakteri Ukuran sel beragam: mycoplasma (0,15 m) staphylococcus (1 m) sel darah merah (7,5 m) amoeba (300+ m) Perbedaan sel prokaryota dari sel eukaryota sebagai beri Bahan genetik (DNA) tidak dibungkus oleh membran Tidak memiliki organel DNA tidak berasosiasi dengan protein histon Dinding sel hampir selalu mengandung peptidoglikan

4 A. Membran Sel Berfungsi sebagai pembatas sel dengan lingkungan luar sel. Tebal membran sekitar 10 m Analisis kimia menunjukkan bahwa membran terdiri dari 50% lipid dan 50% protein Mempunyai sifat permeabilitas yang berbeda terhadap molekul molekul hidrofobik tertentu dapat dengan mudah melalui membran NA+, K+, dan Cl- dihalangi. Lipidnya berupa fosfolipid dan kolesterol.

5 Protein pada membran sel: Protein ekstrinsik mudah dipisahkan, bersifat hidrofilik, di permukaan luar membran. Beberapa protein ini memiliki ikatan kovalen dengan gula dan polisakarida pendek glikoprotein. Protein ini tidak melakukan penetrasi ke dalam membran bilayer. Protein instriksik berada di dalam membran lipid bilayer, hidrofobik. Lipid bilayer seperti membran film minyak. Di laboratorium dapat dilakukan fusi membran lipid bilayer, misalnya antara sel tikus dengan sel manusia.

6 Struktur sel prokaryota dan eukaryota. Lihat perbedaannya.

7 Membran plasma. (a) Lapisan ganda fosfolipid. (b). Gambaran membran yang menunjukkan adanya lapisan ganda fosfolipid dan protein. (c) Gambar mikroskop elektron membran sel darah merah.

8 B. Dinding Sel Pada prokaryotik memberi bentuk seperti: kokus: diplokokus (2 sel berlekatan), streptokokus (berbentuk seperti rantai), tetrad (4 sel berlekatan), sarcina (seperti kubus), dan stafilokokus (seperti buah anggur) basil: diplobasil, streptobasil, kokobasil (membentuk kokus) spiral: vibrio (seperti koma), spirilla (berbentuk heliks), spirochaeta (bergerak dengan filamen aksial)

9 Susunan kokus. (a) diplokokus. (b). Streptokokus. (c) Tetrad. (d). Stafilokokus.

10 Basil. (a) Streptobasil. (b) Kokobasil. (c) Basil tunggal/diplobasil.

11 Bakteri spiral. (a) Vibrio. (b) Spirillum. (c) Spirochaeta.

12 Komposisi kimia sel bakteri peptidoglikan (murein), terdiri dari dua macam gula: N-acetylglucosamine (NAG) dan N-acetylmuramic acid (NAM) dan rantai dari 4 atau 5 asam amino. Gram-positif memiliki beberapa lapis peptidoglikan penyusun dinding sel, sedang gram-negatif memiliki selapis tipis peptidoglikan, ditemukan pada ruang periplasma. Dinding sel pada: tumbuhan selulosa ganggang selulosa fungi glukan dan mannan protozoa pellicle (bersifat lentur)

13 N-acetylglucosamine (NAG) dan N-acetylmuramic acid (NAM) (kiri). Struktur kimia dan organisasi peptidoglikan (kanan).

14 Struktur N-acetylglucosamine (NAG) dan N-acetylmuramic acid (NAM)

15 C. Struktur Eksternal Dinding Sel Bakteri Glycocalyx (extracellular polymeric substance atau EPS) bahan polimer yang mengelilingi dinding sel. Tersusun atas bahan gelatin polimer polisakarida, polipeptida atau keduaduanya. Jika substansi tersebut terorganisasi dengan baik kapsul, jika tidak lapisan slime. Fungsi untuk perlekatan pada substrat, kapsul untuk virulensi. Flagella filamen panjang yang berfungsi untuk pergerakan. Tersusun atas protein flagellin. Bakteri memiliki 4 susunan flagella: monotrikus (flagellum polar tunggal), amfitrikus (flagellum tunggal di kedua ujung sel), lofotrikus (dua atau lebih flagella pada satu atau dua kutub sel), dan peritrikus (flegella terdistribusi merata di semua bagian sel).

16 Flagella. (a) Bagian dan pelekatan flagella bakteri gram-negatif. (b) Mekanisme gerakan flagella. (c) Empat jenis dasar susunan flagella.

17 Filamen aksial terdapat pada spirochaeta untuk pergerakan. Struktur mirip dengan flagella Filamen aksial spirochaeta.

18 Pili atau fimbriae bentuk seperti rambut, melekat pada sel bakteri, berukuran pendek dan lebih tipis dari flagella, tersusun atas protein pilin. Banyak bakteri gram-negatif memiliki pili. Fungsi untuk melekat, dan transfer DNA (sex pili).

19 D. Inti Inti dibungkus oleh sepasang membran. Bungkus ini tidak tertutup rapat tapi ada lubang (porus) tempat berbagai bahan keluar masuk. Pada prokaryota tidak terdapat membran inti. Terdapat medium semifluid dengan kromosom di dalamnya Pada euakryota, kromosom biasanya lebih daripada 1 buah, berasosiasi dengan protein histon. Protein ini bermuatan + sehingga dapat terikat pada DNA yang bermuatan - (ingat DNA tersusun atas asam fosfat). Pada bakteri, DNA berasosiasi dengan protein seperti histon; kromosom biasanya hanya 1 buah sirkuler.

20 Inti. (a) Gambaran mikroskop elektron inti. (b) Diagram inti.

21 E. Sitoplasma Cairan sel pengisi sel, sebagian besar berupa air sebagai pelarut berbagai molekul kecil dan ion serta sejumlah protein. Fungsi utamanya sebagai tempat berbagai orgenela.

22 F. Mitokondria Organel ini hanya ada pada eukaryota Berbentuk membulat (sphaerical) atau batang, berukuran sekitar m. Jumlahnya dalam tiap sel bervariasi. Sel aktif seperti sel hati jumlahnya mencapai ratusan. Mitokondria dibatasi oleh membran ganda dengan bagian dalam membentuk pemanjangan cristae. Mitokondria berfungsi dalam respirasi: mengandung enzimenzim yang menjalankan fungsi oksidasi makanan, mensintesis ATP. Diduga merupakan endosimbiosis dari bakteri aerob.

23 Mitokondria. (a) Gambaran mikroskop elektron mitokondria. (b) Gambaran tiga dimensi mitokondria.

24 G. Kloroplast Organel ini hanya ada pada eukaryota. Terdapat pada sel tumbuhan dan beberapa protozoa. Berbentuk piringan (disc) dengan lebar 5-8 m, tebal 2-4 m. Satu sel tumbuhan dapat memiliki 50 kloroplast. Memiliki juga membran ganda. Membran melingkupi matriks cair stroma. Membran internal melipat membentuk lamellae. Secara periodik lamellae membentuk vesikula, padanya terikat klorofil. Diduga berasal dari endosimbiosis ganggang Prochloron.

25 Kloroplast.

26 H. Ribosom Berukuran sangat kecil bulat sekitar 20 m Tempat sintesis protein Pengisi sekitar 25% berat kering sel Setiap ribosom mengandung 1 kopi dari tiap 3 molekul RNA yang berbeda Protein yang sudah disintesis ada yang segera dikeluarkan ke sitoplasma dan melakukan fungsi disana, ada protein yang dipaket dalam membran untuk kemudian dikeluarkan dari sel. Ribosom memproduksi protein jenis ini menempel pada membran retikulum endoplasma.

27 I. Retikulum Endoplama Organel ini hanya ada pada eukaryota. Membran terlihat berpasangan dengan struktur mirip dengan membran lainnya. Satu membran menghadap sitosol, sisi lainnya menghadap rongga dalam membran. Ada 2 macam retikulum endoplasma: kasar sintesis protein. halus sintesis lemak, fosfolipid dan steroid.

28 Retikulum endoplasma dan ribosom. (a) Gambaran mikroskop elektron retikulum endoplasma dan ribosom. (b) Gambaran tiga dimensi retikulum endoplasma dan ribosom.

29 J. Aparatus Golgi Organel ini hanya ada pada eukaryota. Kantung berbatas membran menerima protein dari retikulum endoplasma kasar untuk ditambah karbohidrat. Setelah penuh, kantung ini bergerak ke tepi dan mengeluarkan protein keluar sel. Pada sel sekresi aparatus ini jelas terlihat. Kantung lain beisi penuh dengan protein bisa tetap dala sel lisosom. Aparatus ini juga berfungsi dalam sintesis polisakarida seperti mukus dan selulosa.

30 Kompleks Golgi. (a) Gambaran mikroskop elektron kompleks Golgi. (b) Gambaran tiga dimensi kompleks Golgi.

31 K. Lisosom Struktur sphaerical dilapisi membran tunggal. Ukuran sekitar 1.5 m. Berisi enzim hidrolitik digesti polisakarida, lipid, fosfolipid, asam nukleat, dan protein. Diperkirakan enzim-enzim ini diletakkan dalam lisosom agar tidak merusak komponen lain dalam sel. Partikel yang akan didigesti (misal mitokondria tak aktif, bahan makanan) akan diinkorporasi ke dalam lisosom. Fungsi untuk menghancurkan sel yang mati. Lisosom terdapat hanya pada sel tumbuhan.

32 Gambaran tiga dimensi lisosom.

33 L. Peroksisom Seukuran lisosom, juga berisi enzim terutama katalase memecah H 2 O 2, suatu produk yang merusak yang dihasilkan sel. Fungsi lain: konversi lemak menjadi karbohidrat dan memecah purin dalam sel. Pada sel hewan sering dijumpai dalam sel hati dan sel ginjal Pada tumbuhan terdapat dalam beragam sel, sering terdapat material terkristalisasi. Peroksisom diproduksi oleh retikulum endoplasma.

34 M. Vakuola Organel sitoplasma, berisi cairan. Dibatasi membran seperti membran sel, sering berasal dari membrans sel yang melipat ke dalam sel muda tumbuhan mengandung banyak vakuola, ketika sel dewasa vakuola ini bersatu membentuk vakuola besar vakuola sentral

35