Struktur Dan Fungsi Bakteria

7/17/2019 Struktur Dan Fungsi Bakteria

http://slidepdf.com/reader/full/struktur-dan-fungsi-bakteria 1/27

ii

MATA KULIAH MIKROBIOLOGI

STRUKTUR ORGANISASI DAN FUNGSI BAKTERIA

Makalah

Disusun untuk Memenuhi Tugas Matak Kuliah Mikrobiologi PSN 226

Dosen Pengampu:

Prof. Langkah Sembiring, M.Sc., Ph.D.

Oleh:

Nama : Erie Agusta.NIM : 13708251069.

Kelas : Pend. Biologi 2.

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

YOGYAKARTA

2014



iii

PRAKATA

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan

rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya lah saya dapat menyelesaikan

makalah struktur organisasi dan fungsi bakteria ini sebatas pengetahuan dan

kemampuan yang dimiliki. Saya juga berterima kasih pada Bapak Prof. Langkah

Sembiring, M.Sc., Ph.D selaku dosen mata kuliah Mikrobiologi yang telah

memberikan tugas ini kepada saya.

Saya berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan

serta pengetahuan kita mengenai morfologi sel bakteri, struktur eksternal sel

bakteri, dan struktur internal bakteri. Saya menyadari sepenuhnya bahwa di dalam

makalah ini terdapat kekurangan-kekurangan dan jauh dari apa yang kami

harapkan. Untuk itu, kami berharap adanya kritik, saran dan usulan demi

perbaikan di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna

tanpa sarana yang membangun.

Semoga makalah sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang

membacanya. Sekiranya makalah yang telah disusun ini dapat berguna bagi saya

sendiri maupun orang yang membacanya. Sebelumnya saya mohon maaf apabila

terdapat kesalahan kata-kata yang kurang berkenan dan kami memohon kritik dan

saran yang membangun demi perbaikan di masa depan.

Yogyakarta

4 November 2014

Penyusun



iv

DAFTAR ISI

Halaman Judul ................................................................................................ ii

Prakata ............................................................................................................ iii

Daftar Isi......................................................................................................... iv

Daftar Gambar ................................................................................................ v

Daftar Tabel ................................................................................................... vi

Bab I Pengantar ........................................................................................... 1

A.

Latar Belakang ............................................................................... 1

B. Rumusan Masalah ......................................................................... 1

C.

Tujuan ............................................................................................ 2

D. Manfaat .......................................................................................... 2

Bab II Struktur Sel Organisasi Bakteri ..................................................... 3

A. Morfologi Sel Bakteri .................................................................... 3

B.

Ukuran dan Aktivitas Metabolisme ............................................... 6

C. Struktur Umum Bakteri ................................................................. 7

D. Struktur Eksternal Sel bakteri ........................................................ 7

E.

Struktur Internal Sel Bakteri .......................................................... 15

Bab III Penutup ............................................................................................ 21

Simpulan .......................................................................................... 21

Daftar Pustaka ................................................................................................ 22



v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Berbagai Bentuk Bakteri ........................................................... 3

Gambar 2. Bentuk Bakteri Cocus dan Cocci ............................................. 4

Gambar 3. Bentuk Bakteri Bacillus dan Bacillis ........................................ 4

Gambar 4. Bentuk Bakteri Spiral ............................................................... 5

Gambar 5. Haloarcula japonica dan Holoquadratum walsbyi ................... 5

Gambar 6. Stella vacuolata ......................................................................... 6

Gambar 7. Bacteria dan Archaea ................................................................ 7Gambar 8. Bakteri Gram Positif dan Gram Negatif .................................... 7

Gambar 9. Inter-bridge DAP (Bakteri Gram Negatif) dan Lima Resi-

du Glisin (Bakteri Gram Positif) ............................................... 9

Gambar 10. Glycan Tetrapeptide ................................................................ 10

Gambar 11. Peptidoglian Cable .................................................................. 10

Gambar 12. Ikatan Ester Fosfat yang Mengandung Gula ............................ 11

Gambar 13. Asam Lipoteikoat ................................................................... 11

Gambar 14. Struktur O-Spesifik Polysaccharide, Core polysaccharide, dan Li

-pid A ................................................................................................ 12

Gambar 15. Hubungan Lapisan LPS untuk Keseluruhan Dinding Sel Bakteri Gr-

am Negatif ........................................................................................ 12

Gambar 16. Kapsul pada sel Rhodobacter capsulatus ................................ 13

Gambar 17. Struktur Flagel pada Bakteri .................................................. 14

Gambar 18. Perbedaan Flagella dan Fimbriae .......................................... 15

Gambar 19. Pili yang digunakan saat Konjugasi......................................... 15

Gambar 20. Struktur Membran Plasma ...................................................... 17

Gambar 21. DNA Bakteri ........................................................................... 18

Gambar 22. Large subunit dan Small subunit Ribosom bakteri ................. 19

Gambar 23. Endospora Bakteri ................................................................... 19



vi

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Komposisi Ribosoma Prokariotik ................................................. 18



1

BAB I

PENGANTAR

A. Latar belakang

Mikroorganisme merupakan mahluk hidup yang bersifat ubiquitous atau ada

disegala tempat di Bumi termasuk habitat kita seperti tanah, air, hewan, tumbuhan dan

bahkan di dalam tubuh manusia itu sendiri. Akan tetapi ada beberapa kasus

menunjukan bahwa mikroorganisme ada yang tidak bisa hidup karena suhu habitat

yang terlalu panas atau dingin, pH yang terlalu asam atau pedas, dan bahkan tingkat

salinitas yang terlalu asin. Kemampuan ini menjadi ukuran tersendiri untuk menetukan

karakteristik dan pengelompkan mikroorganisme serta menjadi salah satu dasar dalam

mempelajari keanekaragaman mikroorganisme.

Keanekaragaman mikroorganisme dalam sudut pandang tingkat dunia di dalam

taksonomi terbagi menjadi empat kelompok besar, yakni bakteria, arkhabakteria, fungi,

dan protozoa. Bakteria merupakan salah satu kelompok dengan keanekaragaman

genetik terbesar jika dibandingkan dengan tiga kelompok laiinya. Perannya dalam

teknologi DNA rekombinan menempatkan posisinya sebagai mikroorganisme yang

sangat fundamental diera biologi mederen. Hasil ini tak lepas dari banyaknya studi atau

penelitian yang banyak menggunakan kelompok bakteria sebagai objek kajian dalam

penelitian tersebut.

Oleh karena itu, berdasarkan kajian tersebut maka penyusun ingin mendalami

lebih lanjut bagaimana struktur organisasi dan fungsi bakteria sehingga bisa

mendapatkan pemahaman yang lebih mendasar tentang mikroorganisme kelompok

bakteria.

B.

Rumusan MasalahRumusan masalah pada makalah ini adalah:

1.

Bagaimana morfologi/bentuk bakteria?

2. Apa saja struktur eksternal sel pada bakteria?

3. Apa saja struktur internal sel pada bakteria?



2

C. Tujuan

Tujuan pembuatan makalah ini adalah :

1. Untuk mengetahui bagaimana morfologi/bentuk bakteria.

2.

Untuk mengetahui apa saja strutktur eksternal pada bakteria.

3. Untuk mengetahui apa saja strutktur internal pada bakteria.

D. Manfaat

Manfaat pembuatan makalah ini adalah :

1. Sebagai penambah wawasan bagi para pembaca dalam memahamai

morfologi/bentuk bakteria.

2.

Sebagai penambah wawasan bagi para pembaca dalam memahami struktur

eksternal sel pada bakteria.

3.

Sebagai penambah wawasan bagi para pembaca dalam memahami struktur internal

sel pada bakteria.



3

BAB II

STRUKTUR ORGANISASI DAN FUNGSI PADA BAKTERIA

1. Morfologi Sel Bakteri

Morfologi sel bakteri didasari oleh oleh bentuk bakteri itu sendiri, yaitu bulat

(tunggal: coccus, jamak: cocci), batang atau silinder (tunggal: bacillus, jamak: bacilli),

dan spiral yaitu berbentuk batang melengkung atau melingkar-lingkar (Madigan, et al.,

2012:32; Pratiwi, 2008:23; Alcamo, 2008:88). Akan tetapi dalam 325 tahun sejak van

Leeuwenhoek membuka bidang bakteriologi, bakteri dengan bentuk yang tak terduga

telah banyak ditemukan, seperti bentuk segitiga (triangular), persegi (square) dan

bintang (star) (Kerksiek, 2009:1).

Gambar 1. Berbagai Bentuk Bakteri tidak Hanya Bulat, Batang, dan Spiral

tetapi ada yang berbentuk Bintang, Segitiga, dan PersegiSumber: Young, 2006:5

Menurut Pratiwi (2008:23) bentuk cocci umumnya bulat atau oval. Bila cocci

membelah diri, sel-sel dapat tetap melekat satu sama lain. Berdasarkan hal tersebut

cocci tebagi lagi menjadi beberapa golongan berdasarkan bentuknya yakni diplococci,

streptococci, tetrad , sarcina, dan staphylococci. Diplococci merupakan cocci yang

tetap berpasangan setelah membelah. Streptococci adalah cocci yang membelah

namun tetap melekat membentuk struktur rantai. Tetrad adalah cocci yang membelah

dalam 2 bidang dan tetap melekat membentuk kelompok 4 coccus. Sarcina adalah

cocci yang membelah dalam 3 bidang dan tetap melekat membentuk kubus dengan 8

coccus. Staphylococci adalah cocci yang membelah pada banyak bidang dan



4

membentuk kumpulan menyerupai buah anggur. Berikut penjelasannya pada Gambar

2.

Gambar 2. Bentuk Bakteri Cocus dan CocciSumber: Pratiwi (2008:23)

Sementara itu, bakteri bentuk batang dikatakan sebagai bacillus (tunggal)

atau bacilli (jamak). Menurut Pratiwi (2008:23), bacilli membelah hanya melalui

sumbu pendeknya (dalam satu bidang) bahkan sebagian besar bacilli tampak sebagai

batang tunggal. Diplobacilli muncul dari pasangan bacilli setelah pembelahan dan

streptobacilli muncul dalam bentuk rantai (Pratiwi, 2008:23). Berikut penjabarannya

pada Gambar 3.

Gambar 3. Bentuk Bakteri Bacillus dan BacillisSumber: Pratiwi (2008:23)

Sedangkan bentuk spiral, bakteri memiliki satu atau lebih lekukan dan tidak

dalam bentuk lurus. Bakteri berbentuk spiral ini dibedakan menjadi beberapa jenis.

Bakteri yang berbentuk batang melengkung menyerupai koma disebut vibrio. Bakteri

berpilin kaku disebut spirilla, sedangkan bakteri yang berpilin fleksibel disebut

spirochaeta. Berikut penjelasannya pada Gambar 4.



5

Gambar 4. Bentuk Bakteri SpiralSumber: Pratiwi (2008:23)

Bakteri bentuk segitiga (triangular) dan persegi (square) banyak ditemukan

pada kelompok bakteri halophilik (suka garam). Salah satu contoh dari bakteri bentuk

segitiga adalah Haloarcula japonica sedangkan bentuk persegi adalah Holoquadratum

walsbyi . Keduanya cenderung tumbuh mendatar, seperti sedikit mosaik mengambang. Bentuk pipih mereka menjaga mereka mengapung dan paralel mengambang ke permukaan air. Bentuk

mereka juga memberikan permukaan ke arah matahari, dalam rangka untuk mengambil panas

dan energi. Berikut gambar bakteri segitiga (triangular) dan persegi (square) pada

Gambar 5.

Gambar 5. Haloarcula japonica dan Holoquadratum walsbyi

Salah satu jenis bakteri bentuk bintang (star) adalah genus Stella. Berdasarkan

kajian referensi yang diperoleh genus Stella banyak ditemukan di air tawar, dan

limbah. Ciri dari genus ini secara morfologi datar, dan memiliki bentuk 6 lekukan

membentuk bintang (Vasilyeva, 1985). Bakteri genus Stella merupakan bakteri gram

negatif, tidak bergerak, dan asporogenik. Di tahun 1985, salah satu jenis bakteri dari

genus ini Stella humosa telah mendapat kode strain AUCM B-1137 dari All Union

Collection of Microorganism Moscow (AUCM) di Rusia (Vasilyeva, 1985). Berikut

gambar bakteri bentuk bintang pada Gambar 6.

http://1.bp.blogspot.com/-DV_hjArpa9Y/UdW_ALdF7sI/AAAAAAAAB-I/wGgD8GLCTR0/s721/4-halophiles.jpg



6

Gambar 6. Stell a vacuolataSumber: Vasilyeva, 1985:2

Menurut Madigan et al (2012:32) variasi bentuk ini dipengarhui oleh aktifitas

bakteri untuk bertahan hidup dalam mendapatkan makanan pada habitatnya. Hal ini

seperti optimasi untuk serapan hara, pergerakan bakteri di lingkungan (bakteri

berserabut), dan seterusnya. Oleh karena itu morfologi berperan sebagai properti yang

mengkodekan secara genetik untuk memaksimalkan kebugaran bakteri hidup sukses di

habitat khususnya.

2. Ukuran Bakteri dan Aktivitas Metabolisme

Menurut Madigan et al, (2012), bakteri Thiomargarita nambiensis merupakan

bakteri dengan ukuran terbesar, yakni 750 dan jika dibandingkan dengan volume

bakteri E.coli sebesar 100.000.00 3. Kemudian bakteri dengan ukuran terbesar

kedua Epulopisicium fishelson dengan 80x600 . Semestinya dengan ukuran yang

sudah bisa dilihat dengan mata secara langsung bakteri Thiomargarita nambiensis

banyak digunakan oleh para ahli sebagai objek studi kelompok bakteria, akan tetapi

faktanya bakteri E.coli merupakan bakteri yang lebih banyak digunakan dibeberapa

kajian. Ternyata, fakta menunjukan ukuran bakteri berbanding terbalik dengan

aktivitas metabolismenya, semakin besar ukuran bakteri maka semakin lambataktivitas metabolisme, dan mempengaruhi pertumbuhan bakteri tersebut. Hal ini

disebabkan oleh rasio luas permukaan dan volume bakteri yang lebih kecil memiliki

nilai yang lebih besar.



7

3. Struktur Umum Bakteria

Seperti prokariot (organisme yang tidak memiliki membran inti) pada

umumnya, semua bakteri memiliki struktur sel yang relatif sederhana. Sehubungan

dengan ketiadaan membran inti, meteri genetik (DNA dan RNA) berada di daerah

sitoplasma. Organisme prokariotik ini terbagi menjadi dua kelompok besar yakni

kelompok Bacteria dan Archaea. Struktur mereka secara umum tersusun oleh

dinding sel, membran sitoplasma, nukleoid, sitoplasma, plasmid, dan Ribosom.

Berikut penjelasannya pada Gambar 7.

Gambar 7. Bacteria dan ArchaeaSumber: Madigan et al , 2012

Berdasarkan pewarnaan gram, kelompok bakteri dapat diklasifikasikandalam dua kelompok besar, yaitu bakteri gram negatif dan bakteri gram positif.

Bakteri gram positif memiliki dinding sel yang tersusun dari

lapisan peptidoglikan (sejenis molekul polisakarida) yang tebal dan asam teikoat,

sedangkan bakteri gram negatif memiliki lapisan peptidoglikan yang lebih tipis dan

mempunyai struktur lipopolisakarida yang tebal. Berikut penjelasannya pada

Gambar 8.

Gambar 8. Bakteri Gram Positif dan Gram NegatifSumber: Madigan et al, 2012

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Membran_inti&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/DNA

http://id.wikipedia.org/wiki/RNA

http://id.wikipedia.org/wiki/Peptidoglikan

http://id.wikipedia.org/wiki/Polisakarida

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Asam_teikoat&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Lipopolisakarida

http://id.wikipedia.org/wiki/Lipopolisakarida

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Asam_teikoat&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Polisakarida

http://id.wikipedia.org/wiki/Peptidoglikan

http://id.wikipedia.org/wiki/RNA

http://id.wikipedia.org/wiki/DNA

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Membran_inti&action=edit&redlink=1



8

Banyak bakteri memiliki struktur di luar sel lainnya

seperti flagel dan fimbria yang digunakan untuk bergerak, melekat dan konjugasi.

Beberapa bakteri juga memiliki kapsul yang beperan dalam melindungi sel bakteri

dari kekeringan dan fagositosis. Struktur kapsul inilah yang sering kali menjadi

faktor virulensi penyebab penyakit, seperti yang ditemukan

pada Escherichia coli dan Streptococcus pneumoniae. Bakteri juga memiliki kromo

-som, ribosom, dan beberapa spesies lainnya memiliki granula makanan, vakuola

gas, dan magnetosom. Beberapa bakteri mampu membentuk endospora yang mem-

buat mereka mampu bertahan hidup pada lingkungan ekstrim. Clostridium

botulinum merupakan salah satu contoh bakteri penghasil endospora yang sangat

tahan suhu dan tekanan tinggi, dimana bakteri ini juga termasuk golongan bakteri

pengebab keracunan pada makanan kaleng.

4. Struktur Eksternal Sel Bakteri

Menurut Pratiwi (2008:24) Struktur eksternal sel bakteri meliputi dinding

sel, glikokaliks (kapsul), flagella, fimbriae, dan pili.

a. Dinding Sel Bakteri

Sitoplasma sel prokariotik dapat mempertahankan konsentrasi zat

terlarut dengan tekanan yang cukup tinggi, dan hal ini menciptakan osmotik

yang signifikan tekanan sekitar 2 atm (203 kPa) (Madigan et al , 2012:41).

Untuk menahan tekanan ini dan mencegah terjadinya lisis sel, sebagian besar

sel Bakteri memiliki dinding sel. Selain melindungi terhadap osmotik lisis,

dinding sel juga memberi bentuk dan kekakuan pada sel (Madigan et al ,

2012:41). Pengetahuan struktur dan fungsi dinding sel tidak hanya penting

untuk memahami bagaimana sel-sel bakteri bekerja, tetapi juga bagaiman

dinding sel dalam merespon antibiotik (Madigan et al , 2012:41).

Berdasarkan perbedaan hasil rekasi teknik pewarnaan gram pada

dinding sel, maka jenis bakteri dapat dikelompokan menjadi dua, yakni bakteri

gram negatif dan bakteri gram positif.

1) Peptidoglikan Sel Bakteri Gram Negatif

Pada bakteri gram negatif, jembatan penghubung peptidoglikan

dibentuk oleh ikatan peptida dari kelompok amino dari DAP yangmerupakan satu rantai glycan ke grup karboksil terminal d-alanin pada

http://id.wikipedia.org/wiki/Flagel

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Fimbria&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Konjugasi

http://id.wikipedia.org/wiki/Fagositosis

http://id.wikipedia.org/wiki/Escherichia_coli



http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Streptococcus_pneumoniae&action=edit&redlink=1



http://id.wikipedia.org/wiki/Kromosom


http://id.wikipedia.org/wiki/Ribosom

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Granula&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Vakuola


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Magnetosom&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Endospora

http://id.wikipedia.org/wiki/Clostridium_botulinum





http://id.wikipedia.org/wiki/Endospora

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Magnetosom&action=edit&redlink=1



http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Granula&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Ribosom





http://id.wikipedia.org/wiki/Fagositosis

http://id.wikipedia.org/wiki/Konjugasi

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Fimbria&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Flagel



9

rantai glycan yang berdekatan seperti tampak pada Gambar 5 (Madigan et

al , 2012:43).

2) Peptidoglikan Sel Bakteri Gram Positif

Pada bakteri gram positif, jembatan penghubung sering terjadi

melalui jembatan peptida pendek, jenis dan jumlah asam amino dalam

interbridge bervariasi dari spesies ke spesies. Pada gram positif bakteri

Staphylococcus aureus, interbridge-nya terdiri dari lima residu glisin

seperti tampak pada Gambar 5 (Madigan et al , 2012:43).

Berdasarkan kajian penulis, menurut Madigan et al , (2012:43)

menyatakan bahwa peptidoglikan dapat dihancurkan oleh agen tertentu. Salah

satu agen tersebut adalah enzim lisozim, sebuah protein yang membelah β-1,4-

glikosidik ikatan antara N-asetilglukosamin dan asam N-acetylmuramic pada

peptidoglikan seperti Gambar 9. Hal ini melemahkan dinding sel bakteri dan

saat ini terjadi, air dapat masuk ke dalam sel dan menyebabkan lisis. Enzim

lisozim dapat ditemukan pada kelenjar sekresi hewan termasuk air mata, air

liur, dan cairan tubuh lainnya, dan berfungsi sebagai garis utama pertahanan

terhadap infeksi bakteri.

Gambar 9. Inter-bridge DAP (Bakteri Gram Negatif) dan Lima Residu Glisin(Bakteri Gram Positif)

Sumber: Madigan et al, 2012:43

Fakta lain yang ditemukan dalam kajian ini adalah tidak semua bakteri

yang telah diperiksa memiliki DAP pad peptidoglikan mereka dan

mengantikan DAP dengan lisin (Madigan et al , 2012:43). Sebuah hal yang

tidak biasa dari peptidoglikan adalah kehadiran dari dua asam amino dari d-

stereoisomer, d-alanin dan d-glutamat. Lebih dari 100 struktur peptidoglycans

yang diteliti dan terjadi variasi dalam inter-bridge peptida mereka (Madigan et



10

al , 2012:43). Sebaliknya, bagian glycan dari semua peptidoglycans adalah

konstan hanya N-asetilglukosamin dan asam N-acetylmuramic hadir dan

terhubung dalam β-1,4. Untuk lebih jelasnya pada Gambar 10.

Gambar 10. Glycan Tetrapeptide Sumber: Madigan et al , 2012:43

Medigan et al, (2012:44) menyatakan dinding sel bakteri gram positif

mengandung 90% lapisan peptidoglikan dan diperkirakan bahwa peptidoglikan

disintesis oleh sel dalam suatu "kabel" dengan ukuran lebar 50 nm, dengan

masing-masing kabel berisi beberapa helai cross-linked glycan seperti tampak

pada Gambar 11. Selain itu bakteri gram positif juga memiliki molekul asam

yang disebut asam teikoat (teichoic acid) (Medigan et al , 2012:44).

Gambar 11. Peptidogli an CableSumber: Madigan, 2012:44

Istilah teichoic acid ini mencakup semua dinding sel, membran

sitoplasma, dan kapsul polimer yang terdiri dari gliserol fosfat atau fosfat

ribitol (Medigan et al , 2012:44). Polialkohol ini dihubungkan oleh ester fosfat

dan biasanya mengandung gula atau d-alanin seperti Gambar 12. Asam teikoat

ini berikatan secara kovalen dengan peptidoglikan. Karena fosfat pada asam

teikoat bermuatan negatif makan asam teikoat dapat bertanggung jawab atas

muatan listrik negatif di permukaan sel (Medigan et al , 2012:44). Asam teikoat



11

juga berfungsi untuk mengikat Ca2+ dan Mg2+ untuk transportasi ke dalam sel

(Medigan et al , 2012:44).

Gambar 12. Ikatan Ester Fosfat yang Mengandung GulaSumber: Medigan et al , 2012:44

Selain itu, Medigan et al , 2012:44 juga menjelaskan asam teikoat juga

melakukan ikatan kovalen dengan dinding sel bakteri gram positif dan disebutdengan asam lipoteikoat, berikut penjelasannya pada Gambar 13.

Gambar 13. Asam LipoteikoatSumber: Madigan et al, 2012: 44

Dalam bakteri gram negatif, hanya sejumlah kecil dari dinding sel

terdiri dari peptidoglikan, karena sebagian besar dinding terdiri dari membran

luar. Lapisan ini secara efektif menjadi lapisan terluar sel bakteri gram negatif,

akan tetapi membran luar ini tidak dibangun dari fosfolipid dan protein, seperti

membran sitoplasma (Medigan, 2012:44). Sebaliknya, membran luar juga

mengandung polisakarida dan lipid. Karena itu, membran luar adalah sering

disebut lapisan lipopolisakarida (LPS).

Bagian polisakarida dari LPS terdiri dari dua komponen, polisakarida

inti dan O-spesifik polisakarida. Polisakarida inti terdiri dari keto

deoxyoctonate (KDO), berbagai gula tujuh karbon (heptoses), glukosa,



12

galaktosa, dan N-asetilglukosamin. Sedangkan bagian yang terhubung dengan

inti adalah O-spesifik polisakarida, yang biasanya mengandung galaktosa,

glukosa, rhamnosa, dan mannosa, serta satu atau heksosa lebih dideoxy, seperti

abequose, radang usus, parasit, atau tyvelose. Gula ini terhubung dalam empat

atau lima beranggota urutan, yang seringkali bercabang. Berikut Penjelasannya

pada Gambar 14.

Gambar 14. Struktur O-Spesif ik Polysacchari de, Core polysacchar ide, dan Li pid A

Sumber: Madigan et al , 2012:45

Bagian lipid dari LPS, disebut lipid A, bukan gliserol akan tetapi lipid

khas, dimana asam lemak yang dimaksud terhubung dengan gugus amina dari

disakarida glukosamin fosfat (Gambar 14). Asam lemak yang biasa ditemukan

dalam lipid A meliputi kaproat (C6), laurat (C12), miristat (C14), palmitat

(C16), dan stearat (C18) asam. LPS menggantikan banyak fosfolipid pada

membran luar dan berfungsi sebagai jangkar untuk mengikat membran luar dan

peptidoglikan. Jadi, meskipun terluar membran secara teknis bilayer lipid,

strukturnya berbeda dari yang dari membran sitoplasma. Hubungan lapisan

LPS untuk keseluruhan dinding sel gram negatif ditunjukkan pada Gambar 15.

Gambar 15. Hubungan Lapisan LPS untuk Keseluruhan Dinding Sel Bakteri Gram Negatif

Sumber: Medigan et al , 2012:45

Selain pentingnya dalam memberikan kekuatan untuk gram negatif sel,

aktivitas biologis yang penting dari LPS adalah toksisitasnya terhadap hewan.



13

Patogen gram negatif yang umum bagi manusia termasuk spesies Salmonella,

Shigella, dan Escherichia. Toksisitas ini terkait dengan lapisan LPS,

khususnya, lipid A. Beberapa endotoksin menyebabkan gejala penyakit pada

manusia, termasuk diare, dan muntah. Endotoksin yang dihasilkan oleh

Salmonella dan enteropathogenic strain E. coli ini dapat diperoleh melalui

makanan yang terkontaminasi.

b. Kapsul

Glikokaliks (selubung gula) merupakan istilah bagi substansi yang

mengelilingi sel, dan digambarkan sebagai kapsul (Pratiwi, 2008:24). Kapsul

merupakan struktur yang sangat terorganisasi dan tidak mudah dihilangkan.

Ketebalan kapsul bervariasi dan fungsinya bagi bakteri antara lain sebagai

perlekatan bakteri pada permukaan, pelindung sel bakteri terhadap kekeringan, perangkap nutrisi, dan proteksi bakteri (Pratiwi, 2008:24). Pada beberapa

spesies kapsul berperan pada virulensi. Kapsul melindungi bakteri patogen dari

fagositosis sil inang. Mayoritas kapsul terdiri dari polisakarida yang

mengandung bagian glukosa, gula amino, rhamnosa, 2-keto-3-deoxygalactonic

acid , asam uronat dari bermacam-macam gula, dan beberapa asam organik,

misalnya piruvat dan asetat. Bakteri Streptococcus pneumoniae dan Klebsiella

sp. memiliki kapsul polisakarida. Namun demikian, kapsul beberapa jenis

bakteri ada pula yang terdiri dari polipepetida terutama asam poligutamat.

Bakteri Bacillus anthracis dan Bacillus subtilis memproduksi kapsul asam D-

glutamat. Berikut penjelasanya pada Gambar 16.

Gambar 16. Kapsul pada sel Rhodobacter capsul atusSumber: Madigan et al , 2012:48



14

c. Flagela

Menurut Pratiwi (2008:25) flagela merupakan filament yang mencuat

dari sel bakteri dan berfungsi untuk pergerakan (motilitas) bakteri. Flagella

berbentuk panjang dan ramping. Panjang flagella pada umumnya beberapa kali

panjang sel dengan garis tengah berkisar 12-30 nm. Ada 5 macam tipe bakteri

berdasarkan jumlah dan letak flagelanya, yaitu atrikus (bakteri yang tidak

memiliki flagella), monotrikus (1 flagela), lofotrikus (1 atau lebih flagella pada

satu ujung sel), amfitrikus (sekelompok flagella pada masing-masing ujung

sel), dan peritrikus (flagela terdistribusi di seluruh permukaan sel).

Flagela memiliki 3 bagian dasar, yaitu filament (yang mengandung

protein flagelin), kait (hook ) tempat filament tertanam, dan bagian dasar (basal

body) yang memaku flagella pada dinding sel dan membran plasma (Pratiwi,

2008:25). Gerakan flagella ini memungkinkan bakteri mendekati dan menjauhi

stimulus atau rangsang (taksis), misalnya stimulus kimia (kemotaksis),

stimulus udara (aerotaksis), stimulus medan magnet (magnetotaksis), dan

stimulus cahaya (fototaksis). Berikut penjelasanya pada Gambar 17.

Gambar 17. Struktur Flagel pada BakteriSumber: Madigan et al , 2012:58

d. Fimbria

Fimbria termasuk golongan protein yang disebut lektin yang dapat mengenali

dan terikat pada residu gula khusus pada polisakarida permukaan sel. Hal itu

menyebabkan bakteri berfimbria cenderung saling melekat satu sama lain atau

melekat pada sel hewan (Pratiwi, 2008:26). Fimbria umumnya terdistribusi di

seluruh permukaan sel. Hal ini menjadi kemampuan enterotoksin bagi sauatuorganisme tertentu seperti Neisseria gonorrhoeae dan E.coli untuk



15

menimbulkan penyakit dengan fimbria yang dimilikinya. Berikut

penjelasannya pada Gambar 18.

Gambar 18. Perbedaan Flagella dan FimbriaeSumber: Madagian, 2012:49

e. Pili.

Pili (tunggal: pilus) secara morfologi sama dengan fimbria. Umumnya

pili lebih panjang dibandingkan fimbria. Menurut Pratiwi, (2008:26), pili

berperan khusus dalam transfer molekul genetic (DNA) dari satu bakteri ke

bakteri lainnya pada peristiwa konjugasi. Karena fungsinya yang spesifik pada

transfer DNA bakteri, maka pili seringkali disebut sebagai pili seks (Pratiwi,

2008:26). Berikut penjelasannya pada Gambar 19.

Gambar 19. Pili yang digunakan saat KonjugasiSumber: Madigan et al , 2012:49

5. Struktur Internal Sel Bakteri

Struktur internal sel bakteri merupakan struktur yang ada di dalam dinding sel

bakteri. Pada dinding sel bakteri terdapat sitoplasma yang merupakan substansi yang

menempati ruangan sel bagian dalam. Sitoplasma tersusun oleh enzim, air, protein,



16

karbohidrat, asam lemak, dan lipid yang membentuk sistem koloid yang secara optik

bersifat homogen (Pratiwi, 2008:29). Selain dikelilingi oleh dinding sel, sitoplasma

juga dikelilingi membran sel, dan lapisan lendir (slime layer). Selain itu struktur

internal sel bakteri juga tersusun oleh daerah inti (genomik), ribosom, dan endospora.

Berikut penjelasan terlebih dahulu tentang tentang membran sel baik dari struktur dan

fungi.

a. Struktur Membran Sel

Menurut Pratiwi (2008:29) membran sel adalah struktur tipis yang terdapat

di sebelah dalam dinding sel dan menutup sitoplasma sel. Komposisi membran

plasma/membran sel tersusun fosfolipid bilayer. Fosfolipid terdiri dari dua

hidrofobik (asam lemak) dan hidrofilik (gliserol-fosfat) (Madigan et al, 2012:35).

Sebagai agregat fosfolipid dalam larutan berair, secara alami membentuk sebuah

lipatan/bilayer. Pada membran fosfolipid, asam lemak bagian dalam membentuk

lingkungan yang hidrofobik sementara yang mengadap ke bagian ekternal

sitoplasma membentuk lingkungan yang hidrofilik. Secara umum asam lemak pada

membran sel tersusun oleh 14 sampai 20 atom karbon.

Membran sitoplasma hanya memiliki lebar 8-10 nanometer tapi masih

terlihat di transmisi mikroskop elektron, yang tergambar seperti dua garis gelap

yang dipisahkan oleh cahaya.gambaran inilah yang dikatakan sebagai fospolipid(Madigan et al , 2012:35). Walaupun membran yang muncul terlihat kaku, akan

tetapi sebenarnya adalah sebuah cairan yang mirip dengan minyak. Dengan

demikian akan mempermudah pergerakan di dalam membran. Madigan et al

(2012:35), juga menyatakan membran sitoplasma beberapa bakteri diperkuat oleh

molekul hopanoid atau pada eukariotik dikenal dengan sterol. Sterol adalah

molekul kaku dan planar yang berfungsi untuk memperkuat membran sel

eukariotik, dan ini juga berlaku untuk hopanoid dalam menjalankan fungsi serupa

pada membran sitoplasma sel bakteri.

Kadar protein pada membran sitoplasma cukup tinggi. Protein membran biasanya memiliki permukaan yang bersifat hidrofobik di daerah membran dan

bersifat hidrofilik pada permukaan di daerah yang menghubungi lingkungan dan

sitoplasma.

Banyak protein membran tertanam kuat dalam membran dan ini disebut

sebagai protein integral. Sedangkan protein lainnya disebut sebagai protein perifer.

Beberapa protein perifer ini adalah lipoprotein, molekul yang mengandung ekor

lipid. Protein perifer biasanya berinteraksi dengan protein integral dalam proses

metabolisme energi dan transportasi (Madigan et al , 2012:36). Adapun gambaran

bentuk protein integral dan protein perifer pada membran sel dapat dilihat padaGambar 20.



17

Perifer membran Protein

Gambar 20. Struktur Membran Plasma

Sumber: Madigan et al , 2012:37

Membran sitoplasma berperan dalam mengendalikan keluar masuknya

substansi kimiawi larutan ke dalam sel dan menyediakan peralatan biokimiawi

untuk memindahkan ion-ion mineral, gula, asam-asam amino, elektron, serta

metabolit-metabolit lain yang melintasi membran, substansi-substansi ini melewati

membran dengan cara difusi pasif dan angkutan aktif (Pelczar dan Chan,

2008:120). Membran plasma berfungsi sebagai sekat selektif material yang ada di

dalam dan di luar sel (bersifat selektif permeabel bagi transport material ke dalam

dan ke luar sel). Membran plasma juga berfungsi untuk memecah nutrien dan

memproduksi energi (Pratiwi, 2008:29).

b. Genomik

Bahan genetik bacteria umunya terdiri atas satu unit molekul DNA dengan

struktur lingkar dan ini biasanya disebut sebagai monoploid (Yuwono, 2005: 76).

Bahan genetik pada bakteria tidak dikemas di dalam suatu struktur yang jelas

karena bersifat prokariotik (tidak memiliki memran inti). Bakteri seringkalimemiliki bahan genetik tambahan yang disebut sebagai plasmid. Plasmid kerapkali

membawa gen tertentu yang memberikan keuntungan tambahan bagi bakteri untuk

mempertahankan hidupnya, seperti ketahanan terhadap antibiotik.

Fakta penelitian terbaru menyebutkan bahwa ukuran panjang untaian DNA

bakteri bahkan lebih panjang dibandingkan dengan ukuran panjang bakteri itu

sendiri. Fakta ini ternyata didukung oleh pengetahuan tentang mekanisme

pengemasan molekul DNA sehingga ukurannya jauh lebih kecil seperti tampak

pada gambar 21.



18

Gambar 21. DNA BakteriSumber: Madigan et al , 2012

Pengemasan molekul DNA pada bakteri ini melibatkan proses kondensasi

DNA sehingga membentuk butiran DNA seperti tasbih. Setiap tasbih tersusun oleh

molekul DNA dalam keadaan berpilin yang berikatan dengan suatu protein dan

molekul poliamin. Butiran satu dengan butiran yang lain dipisahkan oleh molekul

DNA yang tidak berikatan dengan molekul protein maupun polianin yang disebut

DNA penghubung. Rangkaian ini membentuk struktur lengkung sehingga molekul

DNA yang panjang tersebut dapat dikeasm dalam struktur yang kompak.

c. Ribosom

Ribosom merupakan struktur multimolekul yang berperan sebagai pabrik

untuk sintesis protein (Roksoatmojo, 1993:143). Peranan ribosom berperan dalam

proses sintesa protein. Ribosoma dibangun dari molekul protein dan rRNA. Pada

bakteri dikenal ribosom 70S, angka tersbut merupakan penunjuk koefesien

sedimentasinya. Berikut penjabaran kompisisi ribosoma prokariotik pada Tabel 1

dan gambar 22.

Tabel 1. Komposisi Ribosoma Prokariotik

Aspek yang diukur Prokariotik

Ribosoma

1.

Koefesien sedimentasi2. Berat

3. Jenis

70S280.000 dalton

2 buah

Subunit besar

1. Koefesien sedimentasi

2. Berat

3. Molekul rRNA

a. Jumlah

b. Ukuran

4. Jumlah protein

50S

1.800.000 dalton

2

23S dengan 3000 nukleotida

5s dengan 120 nukleotida

31-34

Subunit Kecil

1. Koefesien sedimentasi2.

Berat

3. Molekul rRNA

30S1.000.000 dalton



19

a. Jumlah

b. Ukuran

4. Jumlah protein

1

16S dengan 21 nukleutida

21

Sumber: Roksoatmojo, 1993:143

Gambar 22. Large subunit dan Small subuni t Ribosom bakteri

d.

Endospora

Endospora yaitu struktur dengan dinding tebal dan lapisan tambahan pada

sel bakteri yang dibentuk di sebelah dalam membran sel (Pratiwi, 2008: 31).

Endospora berfungsi sebagai pertahanan sel bakteri terhadap panas ekstrem, kondisi

kurang air, dan paparan bahn kimia serta radiasi.

Menurut (Pratiwi, 2008:31), Struktur endospora terdiri atas inti (core),

korteks dan selubung (coat ). Inti tersusun atas sitoplasma terdehidrasi (dehydrated ),

DNA, ribosom, enzim, dan lain sebagainya. Korteks tersusun atas modifikasilapisan dinding sel (peptidoglikan) yang tidak saling silang (cross-linked )

sebagaimana pada sel vegetatif. Selubung tersusun atas protein yang bersifat

impermeable terhadap bahan-bahan kimiawi. Berikut penjelasannya pada gambar

23.

Gambar 23. Endospora BakteriaSumber: Madigan et al, 2012:54

Menurut Madigan et al (2012:54) suatu zat kimia yang ditemukan di

endospora yang tidak ditemukan pada sel vegetatif adalah asam dipikolinik yang



20

terakumulasi di dalam inti endospora. Endospora juga terdiri dari sebagian besar

kalsium dan berikatan dengan asam dipkolinik. Kalsium-dipikolinik ini hadir saat

endospora mengalami kekeringan pada tingkat 10% dan berfungsi mengikat air

pada endospora, dan membantu mereka dari dehidrasi. Sebagai tambahan, ikatan

komplek ini juga berada pada urutan DNA yang membantu ikatan DNA untuk lebih

stabil apabila terdenaturasi oleh panas. Inti endospora berbeda secara signifikan

dari sitoplasma vegetatif sel. Inti endospora tersusun oleh sedikit air jika

dibandingkan dengan sel vegetatif, dan kemudian sitoplasma inti endospora adalah

gel.

Pada saat endopora juga terdapat SASPs small acid soluble spore protein,

protein ini hanya terbentuk saat sporulasi dan memiliki 2 fungsi (Madigan et al,

2012:54). Mengkiat DNA endospora dan melindungi nya dari radiasi ultraviolet

dan suhu panas kering. Resistent ultraviolet ini mengubah molekul DNA yang

memiliki ketahanan lebih baik sehingga menolak radiasi UV yang menyebabkan

primidin mengalami mutasi. Sebagai tambahan SASPs juga memiliki fungsi

sebagai energi untuk pertumbuhan vegetatif sel.



21

BAB III

PENUTUP

Dari kajian makalah, maka simpulan untuk menjawab rumusan masalah yang telah

dibuat adalah sebagai berikut:

1.

Morfologi/bentuk bakteri terbagi menjadi tiga bentuk, yakni bulat (cocus), batang

(bacillus), spiral, segitiga, persegi, dan bintang.

2. Struktur eksternal bakteri, terdiri dari kapsul, dinding sel, flagel, fimbria, dan pili

3.

Struktur internal bakteri, terdiri dari membran sel, genomik, ribosom, dan endospora.

4. Organisasi sel bakteri digambarkan sebagai fisiologis bakteri menjalankan sistem

secara keceluruhan. Sistem tersebut bisa meliputi sistem transportasi nutrisi pada

membran sel bakteri secara difusi, osmosis, dan ATP. Sistem gerak dan melekat pada

sesama bakteri atau manusia dengan menggunakan alat gerak flagel dan fimbria.

Sistem pertahanan dari musuh dengan melibatkan sifat patogen membran luar bakteri

gram negatif, dan sistem reproduksi bakteri dengan melibatkan bahan genetik dan

ribosom.



DAFTAR PUSTAKA

Alcamo, I, Edward. (1983). Fundamentals of Microbiology. United States of America: The

Benjamin Publishning Company.

Kerksiek, Kristen, (2009). Shape Matters: Why bacteria care how they look . Artikel.

Diambil pada tanggal 3 November 2014, dari http://www.infection-

research.de/fileadmin/user_upload/Perspectives2009/August2009/Perspective-

BacterialShapes--12_08_2009.pdf

Madigan, M.T., Martinko, J.M., Bender, K.S., Buckley, D.H., & Sthal, D.A,. (2012). Brock

Biology of Microorganisms. New Jersey: Prentice-Hall International

Pelczar, Michael J. & Chan, E.C.S. (2008). Dasar-Dasar Mikrobiologi. (Diterjemahkan

oleh Ratna Siri Hadioetomo, Teja Imas, S. Sutarmi Tjirosomo, dan Sri LestariAngka). London: McGraw-Hill Book Company

Pratiwi, Sylvia T. (2008). Mikrobiologi Farmasi. Jakarta: Erlanngga.

Roksoatmojo, S.M. Issoegianti. (1993). Biologi Sel . Jakarta: Departemen Pendidikan dan

Kebudayaan Direktorat Perguran Tinggi.

Vasilyeva L. V. (1985). Stella, a New Genus of Soil Prosthecobacteria, with Proposals for

Stella humosa sp. nov. and Stella vacuolata sp. nov. International Journal Of

Systematic Bacteriology, 35, p. 518-521

Young, K. D. (2006). The Selective Value of Bacterial Shape. Microbiol. Mol. Biol. Rev.

2006, 70(3):660.

Yuwono, Tribowo. (2005). Biologi Molekuler . Jakarta: Erlangga

http://www.infection-research.de/fileadmin/user_upload/Perspectives2009/August2009/Perspective-BacterialShapes--12_08_2009.pdf







Struktur Dan Fungsi Bakteria

Documents