bakteri Gram negatif (GNB) adalah bakteri berbentuk batang yang memberikan noda Gram negatif. Ini karena biokimia dinding selnya. Istilah bakteri mengacu pada semua sel dengan karakteristik prokariotik dan termasuk dalam domain Bakteri, juga disebut Eubacteria.
Prokariota dicirikan oleh tidak adanya inti dan kompartemen yang tertutup membran. Ciri ini juga dimiliki oleh anggota domain Archaeobacteria, yang di dalamnya juga terdapat spesies Gram-negatif. Dinding sel anggota domain dan karakteristik lainnya berbeda.
Sumber: Foto oleh Eric Erbe, pewarnaan digital oleh Christopher Pooley, keduanya dari USDA, ARS, EMU. [Area publik]
Indeks artikel
Karakteristik umum
Ciri-ciri yang dimiliki oleh spesies batang Gram negatif adalah: 1) berbentuk batang; 2) negatif terhadap pewarnaan Gram, sehingga tampak merah. Yang terakhir diproduksi oleh struktur dinding sel, yang berbeda dari bakteri Gram positif.
Batang gram negatif sangat berbeda satu sama lain dalam hal mobilitas (flagella mobile; sliding mobile; nonmobile), nutrisi, dan fisiologi (fototrofik, kemoorganotrofik, kemampuan 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 m dan lebar 1 m. Mereka bisa lebih besar atau lebih kecil. Mereka tidak memiliki 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 bersifat patogen bagi hewan dan tumbuhan , sedangkan anggota Archaeobacteria tidak bersifat 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, terlepas dari bentuk selnya, memiliki karakteristik struktural yang sama dari dinding sel.
Dinding sel bakteri Gram negatif adalah struktur berlapis-lapis, yang terdiri dari peptidoglikan. Mereka memiliki membran luar yang mengelilingi peptidoglikan. Antara membran luar dan dinding sel terdapat ruang sempit yang disebut ruang periplasma.
Dinding sel berukuran 30 . Ini terdiri dari peptidoglikan (murein), yang terdiri dari molekul N-asetilglukosamin (gluNAC) yang bergantian dengan molekul asam N-asetilmuramat (murNAc) dan membentuk rantai. Peptidoglikan merupakan 10% dari dinding, sisanya adalah membran luar.
Rantai gluNAC dan murNAc disilangkan oleh tetrapeptida, rantai empat residu asam amino. Seringkali residu asam amino ketiga, dalam tetrapeptida, adalah asam diaminopimelat. Dua tetrapeptida membentuk ikatan kovalen satu sama lain dan terhubung langsung ke rantai gluNAC dan murNAc.
Membran luar adalah lipid bilayer yang secara kovalen melekat pada lapisan peptidoglikan oleh molekul lipoprotein. Membran ini memiliki porin 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 memiliki 10% peptidoglikan. Membran luar yang biasanya ada pada bakteri Gram negatif tidak ada pada Archaea.
Pada Archaea Gram negatif terdapat lapisan S yang mengelilingi membran plasma. Sedangkan Archaea Gram positif ada amplop yang mengelilingi S-layer.
Pada spesies dari kedua domain, Eubacteria dan Archaea, lapisan-S terdiri dari glikoprotein, yang merupakan protein yang dihubungkan, melalui ikatan kovalen, dengan karbohidrat. Yang terakhir adalah subunit berulang yang dapat linier atau bercabang, yang 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 termasuk batang gram negatif
Bakteri Gram-negatif berbentuk Bacillus ditemukan dalam berbagai kelompok taksonomi. Dalam genus yang sama mungkin ada bakteri Gram negatif yang dapat memiliki bentuk yang berbeda.
Misalnya: 1) genus Chorobium , di mana ditemukan bakteri belerang hijau, berbentuk seperti basil dan batang melengkung; 2) genus Pasteurella , yang memiliki spesies pleomorfik (berbagai bentuk).
Ada kelompok heterogen, seperti “bakteri meluncur” dan bakteri belerang, yang anggotanya umumnya Gram negatif, dan mungkin dalam bentuk 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 berbentuk batang atau batang melengkung.
Bakteri fotoautotrof adalah Gram negatif dan memiliki berbagai bentuk, seperti basil dan kokus. Mereka terdiri dari satu cabang filogenetik dalam domain Eubacteria.
Ada kelompok taksonomi yang anggotanya Gram negatif dan hanya berbentuk basil, yaitu:
Enterobacteria (ordo Enterobacteriales, famili Enterobacteriaceae), Pseudomonas (ordo Pseudomonadales, kelas Gammaproteobacteria), Azotobacter (kelas Gammaproteobacteria), dan Bacteroides (filum Bacteroidetes, kelas Bacterodia).
Jenis Arcaheobacteria yang merupakan batang Gram negatif
Anggota Haloarchaea (Halobacteria) adalah batang Gram negatif. Mereka termasuk dalam ordo Halobacteriales dan keluarga Halobacteriacea. Famili ini memiliki 19 genera dan sekitar 57 spesies. Haloarchaea adalah kelompok monofiletik, yaitu, mereka memiliki nenek moyang yang eksklusif.
Kelompok yang relatif dekat dengan Haloarchaea adalah archaebacteria metanogenik, yang dapat berupa Gram negatif atau Gram positif. Mereka memiliki bentuk yang bervariasi. Sekitar 160 spesies berbeda diketahui, termasuk dalam 29 genera, 14 famili, dan enam ordo.
Contoh batang Gram negatif di Eubacteria
Kelompok Enterobakteri
Genera perwakilan: Escherichia (gastroenteritis), Enterobacter (jarang patogen), Serratia (jarang patogen), Salmonella (enteritis), Proteus (infeksi saluran kemih), Yersinia (wabah), Klebsiella (pneumonia). Mereka milik gammaproteobacteria.
Grup Pseudomonas
Genera perwakilan: Pseudomonas, Burkholderia, Zymomonas dan Xanthomonas . Mereka bisa berupa basil lurus atau melengkung. Beberapa spesies bersifat patogen bagi hewan dan tumbuhan. Misalnya, Pseudomonas auruginosa adalah penjajah luka dan luka bakar.
Kelompok bakteri pengoksidasi sulfur
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 aerobik. Sebagian besar milik alpha atau gammaproteobacteria. Bakteri dari genus Azotobacter adalah basil yang sangat besar.
Kelompok bakteri hipertermofilik
Genera perwakilan: Thermotoga dan Thercarasulfobacterium . Mereka adalah hipertermofil basiler yang tumbuh pada suhu di atas 70 C. Mereka telah diisolasi dari habitat terestrial, mata air dan mata air panas bawah air.
Contoh batang Gram negatif di Archaea
Halobacterium salinarum
Ini mobile, hidup di lingkungan dengan konsentrasi garam yang tinggi (> 4 M). Ini dapat menggunakan cahaya sebagai sumber energi karena memiliki bakteriorhodopsin, pompa proton yang bergantung pada cahaya. Pompa ini menangkap cahaya dan menciptakan gradien elektrokimia melintasi membran.
Energi gradien elektrokimia digunakan untuk mensintesis ATP oleh ATP sintase.
Film metanomicrobium
Ini adalah batang Gram negatif. Layer S menunjukkan organisasi heksagonal. Protein lapisan-S memiliki titik isoelektrik yang rendah, menunjukkan bahwa mereka kaya akan residu asam amino yang bersifat asam. Persentase residu hidrofobik rendah.
Ia hidup di rumen domba. Menghasilkan metana melalui pengurangan karbon dioksida menggunakan H 2 atau format. Ia 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 pernapasan manusia dan hewan. Ini bukan ponsel. 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 pada 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 kadang-kadang pleomorfik. Ada beberapa spesies yang terkait dengan penyakit 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 dalam makrofag alveolar. Ini menghasilkan pneumonia dan infeksi sporadis, epidemi dan nosokomial. Legionella pneumophila bertanggung jawab atas epidemi.
Salmonella
Mereka adalah batang Gram negatif anaerob fakultatif. Mereka dapat menjajah berbagai hewan, termasuk mamalia, burung, dan reptil. Sebagian besar infeksi terjadi setelah konsumsi makanan yang terkontaminasi, atau melalui transmisi langsung melalui rute fekal-oral. Menyebabkan gastroenteritis.
Referensi
- Alcamo, E. 1996. Mikrobiologi. Wiley, New York.
- Barton, LL 2005. Hubungan struktural dan fungsional pada prokariota. Springer, New York.
- Bauman, BW 2012. Mikrobiologi dengan penyakit menurut sistem tubuh. Pearson, Boston.
- Black, JG 2008. Mikrobiologi: prinsip dan eksplorasi. Wiley, New York.
- Garrett, RA, Klenk, HP 2007. Archaea. Blackwell, London.
- Hogg, S. 2005. Mikrobiologi esensial. Wiley, Chichester.
- Kates, M., Kushner, DJ, Matheson, AT 1993. Biokimia Archaea (Archaeobacteria). Elsevier, Amsterdam.
- Madigan, MT, Martinko, JM, Parker, J. 2004. Brock: Biologi Mikroorganisme. Pearson, Madrid.
- Murray, PR, Rosenthal, KS, Pfaüer, MA 2006. Mikrobiologi Medis. Elsevier, Madrid.
