BASIL GRAM NEGATIF: CIRI, STRUKTUR, JENIS - BIOLOGI - 2025

The bakteri Gram negatif (GNB) adalah bakteri berbentuk batang yang memberikan noda Gram negatif. Ini karena biokimia dinding selnya. Bakteri merujuk pada semua sel dengan karakteristik prokariotik dan yang termasuk dalam domain Bakteri, juga disebut Eubacteria.

Prokariota dicirikan oleh tidak adanya inti dan kompartemen yang tertutup membran. Karakteristik ini juga dimiliki oleh anggota domain Archaeobacteria yang didalamnya terdapat juga spesies Gram-negatif. Dinding sel anggota kedua domain dan karakteristik lainnya berbeda.

Sumber: Foto oleh Eric Erbe, pewarnaan digital oleh Christopher Pooley, keduanya dari USDA, ARS, EMU.

Karakteristik umum

Ciri-ciri yang dimiliki oleh spesies basil Gram negatif adalah: 1) berbentuk batang; 2) negatif terhadap pewarnaan Gram, sehingga tampak merah. Yang terakhir dihasilkan oleh struktur dinding sel, yang berbeda dari bakteri Gram positif.

Basilus gram negatif sangat berbeda satu sama lain dalam hal mobilitas (bergerak flagela; bergerak geser; tidak bergerak), nutrisi, dan fisiologi (fototrofik, kemoorganotrofik, kemampuan untuk menggunakan oksigen, dll.), Di antara faktor-faktor lainnya. Oleh karena itu, lebih mudah untuk menentukan karakteristik umum Eubacteria dan Archaea.

Mereka mengukur rata-rata panjang 3 µm dan lebar 1 µm. Mereka bisa lebih besar atau lebih kecil. Mereka kekurangan membran yang mengelilingi DNA, dan organel seperti mitokondria dan kloroplas.

Mereka memiliki dinding sel yang mengelilingi membran plasma. Mereka hanya memiliki satu kromosom melingkar dan plasmid. DNA tidak memiliki intron.

Beberapa anggota Eubacteria merupakan patogen bagi hewan dan tumbuhan, sedangkan anggota Archaeobacteria bukanlah patogen.

Eubacteria dapat sensitif terhadap antibiotik (penisilin, kanamisin, streptomisin, dll.), Mengikat nitrogen, membentuk kapsul, memiliki fotosintesis yang bergantung pada klorofil, tidak memiliki fotosistem dengan rhodopsin, dan bersifat non-metanogenik. Archaeobacteria adalah kebalikannya.

Struktur dinding sel bakteri Gram-negatif

Semua bakteri Gram-negatif, apa pun bentuk selnya, memiliki karakteristik struktural yang sama dari dinding sel.

Dinding sel bakteri Gram negatif adalah struktur berlapis-lapis, yang tersusun dari peptidoglikan. Mereka memiliki membran luar yang mengelilingi peptidoglikan. Antara membran luar dan dinding sel, terdapat ruang sempit yang disebut ruang periplasmik.

Dinding sel berukuran 30 Å. Ini terdiri dari peptidoglikan (murein), yang terdiri dari molekul N-acetylglucosamine (gluNAC) yang bergantian dengan molekul N-acetylmuramic acid (murNAc) dan membentuk rantai. Peptidoglikan membentuk 10% dinding, sisanya adalah membran luar.

Rantai gluNAC dan murNAc dilintasi oleh tetrapeptida, rantai empat residu asam amino. Seringkali residu asam amino ketiga, dalam tetrapeptida, adalah asam diaminopimelic. Dua tetrapeptida membentuk ikatan kovalen satu sama lain dan terhubung langsung ke rantai gluNAC dan murNAc.

Membran luar adalah lapisan ganda lipid yang secara kovalen melekat pada lapisan peptidoglikan oleh molekul lipoprotein. Membran ini memiliki porins yang membentuk saluran melalui membran luar.

Struktur dinding sel Archaea Gram negatif

Dari sudut pandang struktural dan biokimia, selubung sel Archaea sangat berbeda dari Eubacteria. Dinding sel Archaea hanya mengandung 10% peptidoglikan. Membran luar yang biasanya terdapat pada bakteri Gram negatif tidak ada di Archaea.

Dalam Archaea Gram negatif ada lapisan S yang mengelilingi membran plasma. Sedangkan Archaea Gram positif terdapat selubung yang mengelilingi lapisan S.

Dalam spesies dari kedua domain, Eubacteria dan Archaea, lapisan-S terdiri dari glikoprotein, yang merupakan protein yang dihubungkan, oleh ikatan kovalen, dengan karbohidrat. Yang terakhir adalah subunit berulang yang dapat linier atau bercabang, terdiri dari 1% hingga 20% dari total massa glikoprotein.

Glikoprotein kaya (antara 40% dan 50%) dalam residu asam amino hidrofobik. Kandungan sistein dan metioninnya rendah. Mereka memiliki 10% lisin, asam glutamat dan asam aspartat. Karena itu, permukaan ekstraseluler sangat hidrofobik.

Jenis bakteri yang merupakan batang Gram negatif

Bakteri Gram-negatif berbentuk basil ditemukan dalam berbagai kelompok taksonomi. Dalam genus yang sama mungkin terdapat bakteri Gram negatif yang memiliki bentuk berbeda.

Misalnya: 1) genus Chorobium, di mana ditemukan bakteri belerang hijau, berbentuk seperti basil dan batang melengkung; 2) genus Pasteurella, yang memiliki spesies pleomorfik (dalam berbagai bentuk).

Ada kelompok heterogen, seperti "bakteri peluncur" dan bakteri belerang, yang anggotanya umumnya Gram negatif, dan mungkin berbentuk basil, atau bentuk lain.

Bakteri licin secara filogenetik sangat beragam, dengan berbagai mekanisme motilitas. Mereka adalah basil dan tidak memiliki flagela. Bakteri belerang adalah kelompok mikroorganisme yang sangat beragam yang dapat berupa batang atau batang melengkung.

Bakteri fotoautotrofik bersifat Gram negatif dan memiliki bentuk yang bermacam-macam, seperti basil dan cocci. Mereka terdiri dari satu cabang filogenetik dalam domain Eubacteria.

Ada kelompok taksonomi yang anggotanya Gram negatif dan yang satu-satunya berbentuk basil, yaitu:

Enterobacteria (ordo Enterobacteriales, famili Enterobacteriaceae), Pseudomonas (ordo Pseudomonadales, kelas Gammaproteobacteria), Azotobacter (kelas Gammaproteobacteria), dan Bacteroides (filum Bacteroidetes, kelas Bacteroidia).

Jenis Arcaheobacteria yang merupakan batang Gram negatif

Anggota Haloarchaea (Halobacteria) adalah batang Gram negatif. Mereka termasuk dalam ordo Halobacteriales dan keluarga Halobacteriacea. Keluarga ini memiliki 19 genera dan 57 spesies. Haloarchaea adalah kelompok monofiletik, artinya, mereka memiliki leluhur eksklusif.

Kelompok yang relatif dekat dengan Haloarchaea adalah archaebacteria metanogenik, yang dapat berupa Gram negatif atau Gram positif. Bentuknya bervariasi. Sekitar 160 spesies berbeda diketahui, termasuk dalam 29 genera, 14 famili dan enam ordo.

Contoh batang Gram negatif di Eubacteria

Kelompok Enterobacteria

Genus representatif: Escherichia (gastroenteritis), Enterobacter (jarang patogen), Serratia (jarang patogen), Salmonella (enteritis), Proteus (infeksi saluran kemih), Yersinia (wabah), Klebsiella (pneumonia). Mereka termasuk dalam gammaproteobacteria.

Grup Pseudomonas

Genera perwakilan: Pseudomonas, Burkholderia, Zymomonas dan Xanthomonas. Mereka bisa berupa basil lurus atau melengkung. Beberapa spesies patogen bagi hewan dan tumbuhan. Misalnya Pseudomonas auruginosa adalah penjajah luka bakar.

Kelompok bakteri pengoksidasi belerang

Genus perwakilan: Thiobacillus. Genus ini adalah yang paling terkenal dari chemolytotrophs. Spesies Thiobacillus tersebar di antara subdivisi (alfa, beta, dan gamma) dari proteobacteria.

Kelompok bakteri asam asetat

Genera perwakilan: Acetobacter dan Gluconobacter. Mereka melakukan oksidasi alkohol dan gula yang tidak lengkap. Ketika substratnya adalah etanol, mereka membentuk asam asetat. Mereka sangat berguna dalam industri minuman beralkohol.

Kelompok bakteri pengikat nitrogen

Genera perwakilan: Azotobacter dan Zomonas. Mereka memperbaiki nitrogen secara aerob. Sebagian besar termasuk alpha atau gammaproteobacteria. Bakteri dari genus Azotobacter adalah basil yang sangat besar.

Kelompok bakteri hipertermofilik

Genera perwakilan: Thermotoga dan Thermodesulfobacterium. Mereka adalah hipertermofil basiler yang tumbuh pada suhu di atas 70 ºC. Mereka telah diisolasi dari habitat darat, mata air panas, dan sumber bawah air.

Contoh batang Gram negatif di Archaea

Halobacterium salinarum

Ini mobile, hidup di lingkungan dengan konsentrasi garam tinggi (> 4 M). Ia dapat menggunakan cahaya sebagai sumber energi karena ia memiliki bakteriorhodopsin, pompa proton yang bergantung pada cahaya. Pompa ini memungkinkan menangkap cahaya dan menciptakan gradien elektrokimia melintasi membran.

Energi dari gradien elektrokimia digunakan untuk mensintesis ATP oleh ATP sintase.

Metanomicrobium movile

Ini adalah batang Gram negatif. Lapisan S menunjukkan organisasi heksagonal. Protein lapisan-S memiliki titik isoelektrik yang rendah, yang menunjukkan bahwa protein tersebut kaya akan residu asam amino yang bersifat asam. Persentase residu hidrofobik rendah.

Ia hidup di dalam rumen domba. Menghasilkan metana melalui reduksi karbon dioksida menggunakan H ₂ atau format. Itu tidak dapat memetabolisme asetat, metilamin, atau metanol. Ini menunjukkan pH optimal dalam kisaran antara 6,5 ​​dan 8. Ini memiliki peran penting dalam fungsi rumen dan nutrisi hewan.

Batang Gram negatif yang menyebabkan penyakit

Klebsiella pneumoniae

Ini adalah salah satu agen penyebab pneumonia. K. pneumoniae merupakan patogen oportunistik yang menginfeksi sistem pernafasan manusia dan hewan. Ini bukan seluler. Ini adalah batang Gram negatif yang menghasilkan kapsul yang lebih besar, yang melindunginya dari fagositosis.

Pseudomonas aeruginosa

Ini adalah batang Gram negatif. Ini menghasilkan penyakit seperti infeksi saluran kemih dan telinga. Ini menjajah luka dan luka bakar di kulit. Dalam kondisi tertentu, ia menghasilkan biofilm polisakarida untuk membentuk komunitas bakteri dan melindunginya dari sistem kekebalan.

Haemophilus

Mereka adalah batang Gram negatif kecil dan terkadang pleomorfik. Ada beberapa spesies yang berhubungan dengan penyakit pada manusia, seperti H. influenzae (pneumonia), H. aegyptius (konjungtivitis), H. ducrey (chancroid), dan H. parainfluenzae (bakteremia dan endokarditis).

Legionella

Mereka tipis, batang Gram negatif pleomorfik. Mereka adalah parasit intraseluler. Mereka berkembang biak di makrofag alveolar. Ini menghasilkan pneumonia dan infeksi sporadis, epidemi dan nosokomial. Legionella pneumophila bertanggung jawab atas epidemi.

Salmonella

Mereka adalah batang Gram-negatif anerobik fakultatif. Mereka dapat menjajah berbagai hewan, termasuk mamalia, burung, dan reptil. Sebagian besar infeksi terjadi setelah konsumsi makanan yang terkontaminasi, atau melalui penularan langsung melalui jalur fecal-oral. Menyebabkan gastroenteritis.

Referensi

1. Alcamo, E. 1996. Mikrobiologi. Wiley, New York.
2. Barton, LL 2005. Hubungan struktural dan fungsional pada prokariota. Springer, New York.
3. Bauman, BW 2012. Mikrobiologi dengan penyakit berdasarkan sistem tubuh. Pearson, Boston.
4. Black, JG 2008. Mikrobiologi: prinsip dan eksplorasi. Wiley, New York.
5. Garrett, RA, Klenk, HP 2007. Archaea. Blackwell, London.
6. Hogg, S. 2005. Mikrobiologi penting. Wiley, Chichester.
7. Kates, M., Kushner, DJ, Matheson, AT 1993. Biokimia Archaea (Archaeobacteria). Elsevier, Amsterdam.
8. Madigan, MT, Martinko, JM, Parker, J. 2004. Brock: biologi mikroorganisme. Pearson, Madrid.
9. Murray, PR, Rosenthal, KS, Pfaüer, MA 2006. Mikrobiologi Medis. Elsevier, Madrid.