SEL BAKTERI: KARAKTERISTIK DAN STRUKTUR (BAGIAN) - BIOLOGI - 2025

The sel bakteri adalah organisasi yang diketahui paling sederhana dari organisme hidup. Bakteri adalah organisme uniseluler yang tidak memiliki inti atau organel yang dipisahkan dari kandungan sitosol melalui membran (semua bakteri diklasifikasikan dalam domain Prokariotik).

Studi ilmiah telah menunjukkan bahwa, terlepas dari kenyataan bahwa sel bakteri tidak memiliki organel, mereka memiliki organisasi, regulasi, dan dinamika internal yang sangat terkontrol dan tepat. Mereka memiliki semua mekanisme yang diperlukan untuk bertahan hidup dalam kondisi lingkungan yang bermusuhan dan berubah-ubah tempat mereka tinggal.

Diagram umum bakteri dan bagian-bagiannya (Sumber: Gambar vektor ini sepenuhnya dibuat oleh Ali Zifan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) melalui Wikimedia Commons)

Kemampuan beradaptasi seperti itu bagi para ilmuwan berarti alat penting dan model biologi yang ideal untuk mempelajari prinsip-prinsip dasar biologi molekuler; Pengetahuan dasar tentang replikasi DNA, transkripsi, dan translasi dipahami terlebih dahulu pada sel bakteri sebelum sel eukariotik.

Semua sel bakteri adalah mikroskopis, yaitu tidak dapat diamati dengan mata telanjang tanpa menggunakan mikroskop, yang merupakan keuntungan besar untuk mempelajari mikroorganisme ini, karena dalam ruang yang kecil dan dengan sedikit sumber nutrisi, mereka dapat dipelihara dan dipelajari. untuk jutaan sel hidup.

Saat ini sel bakteri merupakan salah satu alat bioteknologi terpenting. Para ilmuwan memanipulasi DNA kromosom ekstra bakteri untuk secara sintetis menghasilkan hampir semua protein yang menarik minat manusia.

Ciri umum sel bakteri

Secara morfologis, sel bakteri bisa sangat bervariasi, namun demikian, mereka semua memiliki karakteristik yang sama. Sebagai contoh:

- Setiap sel bakteri memiliki dinding sel yang mengelilinginya dan tersusun dari kombinasi karbohidrat dengan peptida yang disebut “peptidoglikan”.

- Sel bakteri adalah organisme uniseluler, artinya setiap sel merupakan organisme lengkap yang dapat tumbuh, memberi makan, berkembang biak dan mati.

- Materi genetik bakteri "tersebar" atau menggembung dalam jalinan besar yang terendam dalam sitosol sel, di wilayah yang dikenal sebagai wilayah nukleoid.

- Banyak bakteri memiliki struktur khusus untuk penggerak yang disebut "flagel", yang berada di daerah terluar tubuh mereka.

- Merupakan hal yang umum untuk menemukan sel bakteri yang membentuk koloni atau memelihara hubungan simbiosis dengan organisme lain dan, selain itu, banyak bakteri yang bersifat patogen bagi manusia.

- Kebanyakan bakteri hampir 10 atau 15 kali lebih kecil dari ukuran sel hewan (eukariotik), karena panjangnya tidak melebihi satu unit mikron.

- Mereka ditemukan di semua lingkungan yang ada di biosfer, karena terdapat mikroorganisme yang beradaptasi dengan hampir semua kondisi lingkungan.

Struktur sel bakteri (bagian)

Banyak ilmuwan membagi sel bakteri menjadi tiga wilayah anatomi untuk memfasilitasi studi. Tiga wilayah berikut yang umum untuk semua jenis sel bakteri yang diamati dan adalah:

- Daerah luar , terdiri dari struktur ekstraseluler (flagela, rambut, silia, dan lain-lain)

- Wilayah cakupan sel , terdiri dari dinding sel dan membran sitoplasma

- Daerah internal , dibentuk oleh sitosol dan semua struktur yang tersuspensi di dalamnya.

Bergantung pada spesies bakteri yang dipelajari di setiap wilayah, beberapa struktur dan bagian yang berbeda dari "khas" sel bakteri diamati. Namun, sel bakteri yang paling umum dijelaskan dan diklasifikasikan menurut setiap wilayah di mana mereka ditemukan.

Wilayah ekstraseluler

- Kapsul : merupakan permukaan polimer yang menutupi seluruh dinding sel bakteri. Ini terdiri dari lendir dan glikokaliks, yang pada gilirannya terdiri dari molekul karbohidrat melimpah yang terikat pada lipid dan protein. Kapsul memenuhi fungsi pelindung penting untuk sel.

- Film : ini adalah permukaan, cairan atau matriks kental tempat sel-sel bakteri dibenamkan. Mereka terbentuk dari polisakarida yang komposisinya mirip dengan polisakarida kapsul dan umumnya memenuhi fungsi dalam perlindungan dan perpindahan sel.

- Fimbriae : mereka adalah sejenis pelengkap berserabut yang sangat banyak ditemukan menempel pada dinding sel bakteri. Ini berfungsi untuk mobilitas dan kepatuhan sel bakteri ke permukaan apa pun. Mereka terdiri dari protein hidrofobik yang disebut pilin.

Fimbriae dari bakteri E. coli. Ini memiliki sekitar 200. Sumber: (Gambar: Manu Forero) / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5)

- Pili seksual: beberapa fimbriae (sedikit) dimodifikasi untuk membentuk semacam “pipa”, yang digunakan oleh bakteri untuk konjugasi (transfer materi genetik antar bakteri yang berbeda), yang merupakan sejenis “reproduksi seksual” primitif.

- Flagela : filamennya lebih panjang dari fimbriae dan tersusun dari protein; mereka memiliki penampilan "ekor". Mereka memenuhi fungsi penggerak untuk pergerakan sel dan berlabuh ke membran sel. Dari satu hingga ratusan flagela dapat ditemukan di sel bakteri yang sama.

Bakteri Vibrio vulnificus dengan flagela. CDC / Janice Haney Carr / Domain publik

Diagram flagel bakteri (Sumber: LadyofHats / Domain publik, melalui Wikimedia Commons)

Wilayah cakupan

Penutup sel pada umumnya terdiri dari membran sitoplasma dan lapisan peptidoglikan yang disebut "dinding sel". Amplop terdiri dari kompleks lipid, karbohidrat, dan protein. Komposisi kimiawi pada selubung peptidoglikan digunakan sebagai klasifikasi untuk membedakan dua jenis bakteri.

Bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. Bakteri gram positif dicirikan memiliki lapisan peptidoglikan yang tebal, tanpa selaput luar yang menutupinya, sedangkan bakteri gram negatif hanya memiliki lapisan tipis peptidoglikan dengan selaput luar ditumpangkan di atasnya.

- Membran sitoplasma : memiliki struktur yang mirip dengan membran sel sel eukariotik. Ini adalah lapisan ganda fosfolipid dengan protein terkait (integral atau perifer). Namun, ini berbeda dari membran sel eukariotik karena tidak memiliki sterol yang disintesis secara endogen.

Membran sitoplasma sel bakteri adalah salah satu struktur terpenting, karena di sanalah terjadi fusi sel, transpor elektron, sekresi protein, transpor nutrisi dan biosintesis lipid, dll.

Wilayah dalam

- Genom : tidak seperti sel eukariotik, genom sel bakteri tidak terkandung dalam inti membran. Sebaliknya, itu ada sebagai jalinan DNA yang dipadatkan dalam bentuk melingkar yang kurang lebih dan berasosiasi dengan beberapa protein dan RNA. Genom ini jauh lebih kecil daripada genom eukariotik: ukurannya kira-kira 3 sampai 5 MB dan membentuk satu kromosom topologi melingkar.

- Plasmid atau molekul DNA ekstrachromosomal : mereka adalah molekul DNA melingkar kecil yang mampu bereplikasi secara independen dari DNA genom seluler. Umumnya, molekul DNA plasmid dipertukarkan selama konjugasi, karena informasi yang diperlukan untuk resistensi terhadap antibiotik dan / atau racun dikodekan di dalamnya.

DNA bakteri dan plasmid. File asli: Pengguna: Spaully. Terjemahan: Fibonacci. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

- Ribosom : ribosom berpartisipasi dalam terjemahan RNA yang ditranskripsi dari urutan gen yang mengkode protein. Setiap sel bakteri memiliki sekitar 1500 ribosom aktif di dalamnya. Subunit ribosom dari sel bakteri adalah 70-an, 30-an dan 50-an, sedangkan sel eukariotik memiliki subunit 60-an dan 40-an.

Antibiotik biasa menyerang ribosom bakteri, menghalangi penerjemahan protein dan menyebabkan lisis sel atau kematian.

- Endospora : bakteri memiliki spora internal yang berada dalam keadaan tidak aktif dan digunakan untuk bertahan hidup pada kondisi lingkungan yang ekstrim. Endospora keluar dari keadaan tidak aktifnya ketika reseptor yang berbeda di permukaan mendeteksi bahwa kondisinya menguntungkan lagi; Ini menciptakan sel bakteri baru yang berfungsi penuh.

Endospora hijau di dalam sel bakteri. CNX OpenStax / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

- Butiran atau badan inklusi : berfungsi sebagai semacam cadangan karbohidrat, senyawa fosfat, dan molekul lain. Komposisinya bervariasi menurut spesies bakterinya dan mereka mudah terlihat di sitoplasma menggunakan mikroskop optik.

Referensi

1. Cabeen, MT, & Jacobs-Wagner, C. (2005). Bentuk sel bakteri. Ulasan Alam Mikrobiologi, 3 (8), 601-610.
2. Coleman, JP, & Smith, CJ (2007). Struktur dan Komposisi Mikroba.
3. Gitai, Z. (2005). Biologi sel bakteri baru: bagian bergerak dan arsitektur subseluler. Sel, 120 (5), 577-586.
4. Silhavy, TJ, Kahne, D., & Walker, S. (2010). Selubung sel bakteri. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 2 (5), a000414.
5. Willey, JM, Sherwood, L., & Woolverton, CJ (2009). Prinsip mikrobiologi Prescott. Boston (MA): Pendidikan Tinggi McGraw-Hill.