LISNA UNITA RASYID, Drg., M.KesLISNA UNITA RASYID, Drg., M.KesBAGIAN MIKROBIOLOGI BAGIAN MIKROBIOLOGI

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI USUUSU

MORFOLOGI & STRUKTUR MORFOLOGI & STRUKTUR BAKTERIBAKTERI

Leeuwenhoek: Mikroskop sederhanaLeeuwenhoek: Mikroskop sederhana

Penampilan kasar mikroorganisma Penampilan kasar mikroorganisma berdasarkanberdasarkan

A. BesarA. Besar B. BentukB. Bentuk C. SusunanC. Susunan

Perbaikan dlm mikroskop cahaya termasuk Perbaikan dlm mikroskop cahaya termasuk teknik-teknik pewarnaan dpt diketahui teknik-teknik pewarnaan dpt diketahui lebih tepat Ciri Morfologi Kasar Bakteri:lebih tepat Ciri Morfologi Kasar Bakteri:

– – Struktur luar selStruktur luar sel

- Bentuk khas sel-sel- Bentuk khas sel-sel

- Ukuran- Ukuran

- Pola penataannya- Pola penataannya

Awal thn 1940-an Mikroskop Elektron: Awal thn 1940-an Mikroskop Elektron: Alat di Laboratorium ahli MikrobiologiAlat di Laboratorium ahli Mikrobiologi

Mikroskop elektron, bersama dgn metode Mikroskop elektron, bersama dgn metode baru penyiapan spesimen baru penyiapan spesimen Struktur halus Struktur halus sel.sel.

Cotoh: teknik untuk memotong satu sel Cotoh: teknik untuk memotong satu sel bakteri tunggal menjadi irisan-irisan tipis.bakteri tunggal menjadi irisan-irisan tipis.

Sejalan dgn kemajuan mikroskop elektron, Sejalan dgn kemajuan mikroskop elektron, dikembangkan:dikembangkan:

- teknik-teknik untuk memecah sel bakteriteknik-teknik untuk memecah sel bakteri- Mengisolasi komponen-komponen selMengisolasi komponen-komponen sel- Menganalisis komposisi kimiawinyaMenganalisis komposisi kimiawinya

A. BesarA. Besar

Satuan ukuran bakteri : µ (mikron)Satuan ukuran bakteri : µ (mikron)

1 µ = seperseribu milimeter1 µ = seperseribu milimeter

1 mµ (milimikron) atau nanometer (nm) 1 mµ (milimikron) atau nanometer (nm)

= seperseribu µ= seperseribu µ

1 unit Angstrom (A1 unit Angstrom (A00) = sepersepuluh nm) = sepersepuluh nm

Sebagian besar bakteriSebagian besar bakteri

- diameternya berkisar dari 0,2 – 2,0 - diameternya berkisar dari 0,2 – 2,0 mm

- panjangnya dari 2 – 8 - panjangnya dari 2 – 8 m. m.

Contoh:

- Streptokokus dan stafilokokus diameter

0,75 µ sampai 1,25 µ- Bentuk batang spt tipoid dan disentri

mempunyai lebar 0,5 – 1 µ dan

panjang 2 – 3 µ

- Bbrp spesies bkteri ada yang amat panjang melebihi 100 µ dan diameternya berkisar 0,1 – 0,2 µ

B.BentukB.Bentuk

KokusKokus

BatangBatang

SpiralSpiral

C. Susunan1. Cocci

DiplococciDiplococci

StreptococciStreptococci

TetradTetrad

SarcinaeSarcinae

StaphylococciStaphylococci

2. Bacilli

Singel bacillus

Diplobacilli

Streptobacilli

Coccobacillus

3. Spirila

(a) Vibrio

(b) Spirilum

(c) Spirochete

STRUKTUR SEL

1.1. Struktur di luar dinding selStruktur di luar dinding sel

2.2. Struktur dinding selStruktur dinding sel

3.3. Struktur dalam sampai dinding selStruktur dalam sampai dinding sel

Struktur dinding sel Struktur dinding sel bakteribakteri

Dinding sel bakteri terdiri atas jaringan Dinding sel bakteri terdiri atas jaringan makromolekul yang disebut peptidoglikan makromolekul yang disebut peptidoglikan (murein, mukopeptida) terdiri atas (murein, mukopeptida) terdiri atas disakharida yang berulang-ulang melekat disakharida yang berulang-ulang melekat pada polipeptida dan membentuk suatu pada polipeptida dan membentuk suatu pola dari molekul-molekul kecil mengelilingi pola dari molekul-molekul kecil mengelilingi seluruh sel. Disakharida merupakan dua seluruh sel. Disakharida merupakan dua bagian dari monosakharida yang disebut bagian dari monosakharida yang disebut N-N-acetyl- glucosamineacetyl- glucosamine (NAG) dan (NAG) dan N-N-acetylmuramic acidacetylmuramic acid (NAM). (NAM).

Pada dinding sel bakteri NAM dan Pada dinding sel bakteri NAM dan NAG dihubungkan oleh ikatan NAG dihubungkan oleh ikatan glikosidik antara C-1 dari salah glikosidik antara C-1 dari salah satu gula dan C-4 dari gula lain. satu gula dan C-4 dari gula lain. Seluruh ikatan glikosidik dari Seluruh ikatan glikosidik dari dinding sel polisakharida dinding sel polisakharida merupakan polimer berselang merupakan polimer berselang seling dari NAM dan NAG residu seling dari NAM dan NAG residu yang digabung oleh β (1→4) yang digabung oleh β (1→4) ikatan glikosidik ikatan glikosidik

Gambar 1.NAM dihubungkan pada Gambar 1.NAM dihubungkan pada NAG oleh ß(1NAG oleh ß(14) ikatan glikosidik4) ikatan glikosidik

Makromolekul NAM dan NAG yang berselang seling dihubungkan dalam deretan 10 sampai 65 gula-gula membentuk suatu backbone. Dinding sel bakteri dapat dibedakan atas dua grup yaitu Gram positif dan Gram negatif.

A. Struktur bakteri Gram Positif

Dinding sel bakteri Gram positif sebagian besar terdiri atas beberapa lapisan peptidoglikan yang membentuk suatu struktur yang tebal dan kaku. Kekakuan pada dinding sel bakteri yang disebabkan karena lapisan peptidoglikan dan ketebalan peptidoglikan ini membuat bakteri Gram positif resisten terhadap lisis osmotik..

Selain polisakharida struktur bakteri terdiri atas asam teikoik yang merupakan molekul besar terutama mengandung alkohol (seperti gliserol atau ribitol) dan fosfat.

B. Struktur bakteri Gram Negatif

Dinding sel bakteri gram negatif terdiri atas satu atau sangat sedikit lapisan peptidoglikan dihubungkan pada lipoprotein dengan membran luar dan periplasma. Dinding sel bakteri Gram negatif tidak mengandung asam teikoik tapi mengandung sejumlah kecil polisakharida dan lebih rentan terhadap kerusakan mekanik. Membran luar sel Gram negatif mengandung lipopoli-sakharida, lipoprotein dan fosfolipid.

Gambar dinding bakteri gram negatif

1. STRUKTUR LUAR DINDING SEL

Kapsul dan Glikokaliks

Glikokaliks (artinya lapisan gula) bahan yang mengelilingi sel-sel.

Glikokaliks bakteri suatu bahan yg kental (melekat), polimer gelatin dan merupakan lapisan luar pada dinding sel, terdiri atas

polisakharida,

polipeptida atau keduanya.

Komposisi kimia: pada spesies luasnya berbeda-beda. Jika polimer dalam bentuk pekat, lapisan terlihat jelas mengelilingi sel disebut kapsul,jika ber bentuk jalinan fibril yang longgar dan menonjol keluar sel dikenal glikokaliks disebut juga extracellular polysacharide (EPS)

GlikokaliksGlikokaliks

Kapsul bakteriKapsul bakteri

Streptokokus Streptokokus mutansmutans

Kapsul membantu penyerangan Kapsul membantu penyerangan bakteri patogenik, sel yang bakteri patogenik, sel yang berkapsul terlindung dari berkapsul terlindung dari fagositosis, kecuali diselubungi fagositosis, kecuali diselubungi antibodi antikapsuler. antibodi antikapsuler.

Glikokaliks Glikokaliks fungsi perlekatan fungsi perlekatan bakteri ke permukaan pada bakteri ke permukaan pada lingkungannya.lingkungannya.

Contoh: Streptokokus mutans mampu menempel dengan kuat pada enamel gigi melalui glikokaliksnya.

Sel bakteri dari spesies yang sama atau berbeda akan tertutup dalam glikokaliks, membentuk suatu lapisan yang disebut plak pada permukaan gigi, produksi asam yang dieksresikan oleh bakteri karies gigi. Peranan penting dalam proses ini dan pembentukannya dari sukrosa (grup A) menjelaskan hubungan karies gigi dengan konsumsi sukrosa pada manusia.

FlagellaFlagella

Beberapa sel mempunyai flagella Beberapa sel mempunyai flagella (singular: flagellum = cambuk), (singular: flagellum = cambuk), filamen / benang panjang yang filamen / benang panjang yang merupakan alat untuk menggerak kan merupakan alat untuk menggerak kan bakteribakteri..

Flagella bakteri : tonjolan mirip benang Flagella bakteri : tonjolan mirip benang terdiri atas ribuan molekul protein yang terdiri atas ribuan molekul protein yang disebut flagelin dengan diameter disebut flagelin dengan diameter

12 – 30 nm.12 – 30 nm.

Sel-sel bakteri terdiri atas 4 susunan Sel-sel bakteri terdiri atas 4 susunan flagellaflagella

Monotrichous (satu flagella di Monotrichous (satu flagella di ujung / di kutup)ujung / di kutup)

Ampitrichous (flagella di ujung tiap Ampitrichous (flagella di ujung tiap sel)sel)

Lopotrichous (dua atau lebih flagella Lopotrichous (dua atau lebih flagella di kutup sel)di kutup sel)

Peritrichous (flagella yang tersebar Peritrichous (flagella yang tersebar pada seluruh permukaan sel)pada seluruh permukaan sel)

Susunan Flagella Sel Bakteri ada 4Susunan Flagella Sel Bakteri ada 4

Fimbriae dan PiliFimbriae dan Pili

Beberapa bakteri gram-negatif memiliki tonjolan permukaan yang kaku yang disebut pili atau fimbriae

Pili lebih halus dan lebih pendek dari flagella. Terdiri atas struktur protein yang disebut pilin.

Fimbriae kutub sel bakteri atau distribusinya merata pada permukaan sel, jumlahnya dapat hanya beberapa fimbriae sampai beberapa ratus per sel.

FimbriaFimbria

Spt glikokaliks, fimbriae memungkinkan suatu sel dapat melekat pada pemukaan, termasuk permukaan sel-sel lainnya. Contoh Neisseria gonorhoe agen penyebab gonorho

Pili (singular; pilus) biasanya lebih panjang dari fimbriae dan jumlah hanya satu atau dua per sel.

Pili berhubungan dgn sel bakteri untuk persiapan transfer DNA dari satu sel ke sel lainnya. Alasan inilah pili kadang-kadang disebut pili sex, dimana pili seks telah diselubungi partikel faga dan berperan sebagai reseptor khusus. Molekul pilin membentuk kelompok heliks yang berbentuk silinder lurus yang tidak berputar dan tidak memiliki tubuh basal yang lengkap.

Filamen aksialFilamen aksialFilamen aksial, ditemukan Filamen aksial, ditemukan

hanya pada spirokheta, hanya pada spirokheta, mengandung fibril-fibril mengandung fibril-fibril protein. protein.

Spirokheta merupakan suatu Spirokheta merupakan suatu grup bakteri yang mempunyai grup bakteri yang mempunyai struktur yang unik dan struktur yang unik dan bergerak. bergerak.

Satu dari spirokheta dikenal Satu dari spirokheta dikenal dengan Treponema pallidum dengan Treponema pallidum penyebab penyakit sifilis. penyebab penyakit sifilis.

Spirokheta bergerak dengan Spirokheta bergerak dengan axail filamen atau endoflagellaaxail filamen atau endoflagella

EndosporaEndospora

Anggota beberapa genera bakteri dapat membentuk endospora.

Ada dua tipe yang paling umum adalah batang gram positif:

- genus aerob-obligat : basilus - genus anaerob obligat: klostridium

Spora Spora bakteribakteri

2. DINDING SEL BAKTERI2. DINDING SEL BAKTERI

Merupakan struktur yang kompleks, semi-rigid dan bertanggung jawab untuk memberi bentuk pada sel bakteri.

Dinding sel mengelilingi lapisan dalam, membrane plasma yang mudah pecah (sitoplasmik) dan perlindungan bagian dalam sel terhadap perubahan yang

tidak cocok pada lingkungan luar bakteri.

Fungsi utama dinding sel bakteriFungsi utama dinding sel bakteri

mencegah sel bakteri ruptur / pecah jika mencegah sel bakteri ruptur / pecah jika tekanan air didalam sel lebih besar tekanan air didalam sel lebih besar daripada diluar sel, daripada diluar sel,

membantu mempertahankan bentuk suatu membantu mempertahankan bentuk suatu bakteri dan dipakai sebagai tempat bakteri dan dipakai sebagai tempat melekatnya flagella. melekatnya flagella.

Dinding sel bakteriDinding sel bakteri

Selama volume suatu sel bakteri meningkat, membrane plasma dan dinding sel memanjang seperti yang dibutuhkan.

- Secara klinis dinding sel penting sebab menambah kemampuan beberapa spesies penyebab penyakit dan tempat aksi beberapa antibiotika,

- komposisi kimia dari dinding sel bakteri digunakan untuk membedakan tipe utama bakteri.

3. STRUKTUR BAGIAN DALAM DINDING 3. STRUKTUR BAGIAN DALAM DINDING SEL BAKTERISEL BAKTERI

Membrane plasma (cytoplasmic)

struktur berada didalam dinding sel bakteri dan menutupi sitoplasma dari sel.

Fungsi: membantu merintangi bahan-bahan

masuk dan keluar sel.

permeabilitas selektif dan transport bahan larut

transport elektron dan fosforilasi oksidatif pada spesies aerobik

ekskresi eksoenzim hidrolitik menghasilkan enzim dan pembawa

molekul yang berfungsi dalam biosintesa DNA, polimer dinding sel dan lipid membrane

menghasilkan reseptor dan protein lain pada sintesa khemotaktik.

SitoplasmaSitoplasma zat dalam plasma membrane terdiri dr ± 80% air dan terutama mengandung protein

(enzim-enzim), karbohidrat, lipida, ion inorganik senyawa berat molekul rendah.

Struktur utama dalam sitoplasma merupakan suatu daerah nuklear (mengandung DNA), partikel-partikel yang disebut Ribosom dan deposit-deposit cadangan disebut Inklusion

Daerah Nuklear

Daerah nuklear atau nukleoid mengandung DNA disebut bacterial chromosome,

merupakan informasi genetik yang dibutuhkan untuk dan fungsi dan struktur sel.

Ribosom

Fungsinya tempat Sintesis Protein.

Sel-sel yang mempunyai kecepatan tinggi pada sintesis protein, seperti pertumbuhan yang aktif, mempunyai sejumlah besar ribosom-ribosom.

Ribosom disusun oleh dua sub unit yang mengandung protein dan suatu tipe RNA disebut ribosomal RNA (rRNA)

Inclution

Didalam sitoplasma sel karyotik ada beberapa macam cadangan deposit antara lain:

granul metachromatik, granul polisakharid; inklusi lipida; granul sulfur ; karboksisom