Apa itu sel bakteri?
sel bakteri adalah organisasi yang diketahui paling sederhana dari organisme hidup. Bakteri adalah organisme uniseluler yang tidak memiliki nukleus atau organel apa pun yang dipisahkan dari konten sitosol melalui membran (semua bakteri diklasifikasikan dalam domain Prokariotik).
Studi ilmiah telah menunjukkan bahwa, terlepas dari fakta 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 tidak bersahabat dan berubah di mana mereka tinggal.
Kemampuan beradaptasi seperti itu bagi para ilmuwan merupakan alat penting dan caral biologis yang ideal untuk mempelajari prinsip-prinsip dasar biologi molekuler; pengetahuan dasar replikasi, transkripsi dan translasi DNA dipahami lebih dulu sel bakteri daripada sel eukariotik.
Semua sel bakteri bersifat mikroskopis, yaitu, mereka tidak dapat diamati dengan mata telanjang tanpa menggunakan mikroskop, yang merupakan keuntungan besar untuk mempelajari mikroorganisme ini, karena dalam ruang kecil dan dengan sedikit sumber nutrisi mereka dapat dipelihara dan dipelajari. .untuk jutaan sel hidup.
Saat ini, sel bakteri merupakan salah satu alat bioteknologi yang paling penting. Para ilmuwan memanipulasi DNA kromosom ekstra bakteri untuk secara sintetis menghasilkan hampir semua protein yang diminati manusia.
Ciri-ciri umum sel bakteri
Secara morfologi, sel bakteri bisa sangat bervariasi, tetapi mereka semua masih 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, yaitu setiap sel adalah organisme lengkap yang dapat tumbuh, makan, berkembang biak, dan mati.
– Materi genetik bakteri “tersebar” atau menggelembung dalam suatu jalinan besar yang terendam dalam sitosol sel, di suatu wilayah yang dikenal sebagai wilayah nukleoid.
– Banyak bakteri memiliki struktur khusus untuk bergerak yang disebut “flagella”, yang berada di daerah terluar tubuh mereka.
– Adalah umum untuk menemukan sel bakteri membentuk koloni atau mempertahankan hubungan simbiosis dengan organisme lain dan, di samping itu, banyak bakteri bersifat patogen bagi manusia.
– Sebagian besar bakteri hampir 10 atau 15 kali lebih pendek dari ukuran sel hewan (eukariotik), karena panjangnya tidak melebihi satu mikron.
– Mereka ditemukan di semua lingkungan yang ada di biosfer, karena ada mikroorganisme ini yang beradaptasi dengan hampir semua kondisi lingkungan.
Struktur sel bakteri (bagian)
Organel bakteri
Banyak ilmuwan membagi sel bakteri menjadi tiga wilayah anatomi untuk memudahkan studi. Tiga wilayah yang umum untuk semua jenis sel bakteri yang diamati dan adalah:
- Wilayah eksternal , terdiri dari struktur ekstraseluler (flagela, pili, silia, antara lain)
- Daerah cakupan sel , terdiri dari dinding sel dan membran sitoplasma
- Wilayah internal , dibentuk oleh sitosol dan semua struktur tersuspensi di dalamnya.
Tergantung pada spesies bakteri yang dipelajari di setiap wilayah, beberapa struktur dan bagian yang berbeda dari “khas” sel bakteri diamati. Namun, yang paling umum untuk setiap sel bakteri dijelaskan dan diklasifikasikan menurut setiap wilayah di mana mereka ditemukan.
Daerah ekstraseluler
– Kapsul : merupakan permukaan polimer yang menutupi seluruh dinding sel bakteri. Ini terdiri dari lendir dan glikokaliks, yang pada gilirannya terdiri dari molekul karbohidrat berlimpah yang terikat pada lipid dan protein. Kapsul memenuhi fungsi pelindung penting bagi sel.
– Film : merupakan permukaan, cairan atau matriks kental di mana sel-sel bakteri terendam. 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 yang 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 antara bakteri yang berbeda), yang merupakan semacam “reproduksi seksual” primitif.
– Flagela : mereka adalah filamen yang lebih panjang daripada fimbriae dan terdiri dari protein; mereka memiliki penampilan “ekor”. Mereka memenuhi fungsi pendorong untuk pergerakan sel dan berlabuh ke membran sel. Dari satu hingga ratusan flagela dapat ditemukan dalam sel bakteri yang sama.
Diagram flagel bakteri
Wilayah cakupan
Penutup sel umumnya terdiri dari membran sitoplasma dan lapisan peptidoglikan yang disebut “dinding sel.” Amplop terdiri dari kompleks lipid, karbohidrat dan protein. Komposisi kimia dari selubung peptidoglikan digunakan sebagai klasifikasi untuk membedakan dua jenis bakteri.
bakteri gram positif dan bakteri gram negatif. Bakteri gram positif dicirikan dengan memiliki lapisan peptidoglikan yang tebal, tanpa membran luar yang menutupinya, sedangkan bakteri gram negatif hanya memiliki lapisan peptidoglikan yang tipis dengan dilapiskan membran luar di atasnya.
– Membran sitoplasma : memiliki struktur yang mirip dengan membran sel sel eukariotik. Ini adalah bilayer 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 yang paling penting, 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 terdapat dalam inti membran. Sebaliknya, itu ada sebagai jalinan DNA yang dikemas menjadi bentuk yang kurang lebih melingkar dan berasosiasi dengan beberapa protein dan RNA. Genom ini jauh lebih kecil daripada genom eukariotik: ukurannya kira-kira 3 hingga 5 MB dan membentuk kromosom topologi sirkular tunggal.
– Plasmid atau molekul DNA ekstrakromosomal : mereka adalah molekul DNA kecil yang tersusun dalam cara melingkar yang mampu bereplikasi secara independen dari DNA genom seluler. Umumnya, selama konjugasi molekul DNA plasmid dipertukarkan, 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 translasi RNA yang ditranskripsi dari urutan gen yang mengkode protein. Setiap sel bakteri memiliki sekitar 1500 ribosom aktif di dalamnya. Subunit ribosom sel bakteri adalah 70-an, 30-an dan 50-an, sedangkan sel eukariotik memiliki subunit 60-an dan 40-an.
Adalah umum bagi antibiotik untuk menyerang ribosom bakteri, menghalangi terjemahan protein dan menyebabkan lisis atau kematian sel.
– Endospora : bakteri memiliki spora internal yang dalam keadaan dorman dan digunakan untuk bertahan hidup saat kondisi lingkungan 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.
– Butiran atau badan inklusi : berfungsi sebagai semacam cadangan karbohidrat, senyawa fosfat dan molekul lainnya. Komposisi mereka bervariasi sesuai dengan spesies bakteri dan mereka mudah dilihat di sitoplasma menggunakan mikroskop cahaya.
