SEL PROKARIOT DAN EUKARIOT

MIKROBIOLOGI DASAR

Pertemuan ke-3

SEL PROKARIOT DAN EUKARIOT

Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau

# Cell: The smallest unit of life that can perform all life processes. # Cell Theory (Really important - Know This!) # All organisms are made of one or more cells # The cell is the basic unit of all living things # All cells come from existing cells •

•

•

Anthony Van Leeuwenhook – 1673 Dutch inventor who created the microscope that we recognize today First person to discover microbes Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau He also looked at blood cells

Kapan Organisme ada di dunia? z z

Alam semesta tercipta karena adanya “the big bang” kira-kira 15 milyar tahun lalu Bumi ada sekitar 4,5 milyar tahun lalu dan mikroba ada kira-kira 3,5 milyar tahun lalu, tumbuhan dan binatang kira-kira 1,5 milyar tahun lalu, MANUSIA?

z

Proses kejadian mikroba secara teoritis?

-

Terjadi benturan keras antara udara/gas yang menyelimuti bumi dengan sinar UV menghasilkan energi Energi mengkonversi seny. Anorganik menjadi seny. organik sederhana (gula & asam amino) Seny sederhana ini bereaksi membentuk seny. organik kompleks (protein, asam nukleat) yang merupakan komponen utama penyusun semua organisme hidup Protein dan asam nukleat membentuk protoplasma yang mengandung enzim dan unsur-unsur genetik untuk pembelahan diri Inilah merupakan organisme bersel tunggal primitif sebagai cikal bakal mikroba

-

-

Pada awal kejadiannya belum ada oksigen shg mikroba primitif ini melakukan Metabolisme secara anaerob untuk mendapatkan energi…….bertahan hidup! Mikroba mengalami evolusi untuk dapat menyesuaikan lingkungan (sumber Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. energi dari senyawa organik/anorganik, ada tidaknya oksigen dll) Fakultas Pertanian Universitas Riau

Linnaeus[5] (1735) 2 kingdoms

Animalia

Haeckel[6] (1866) 3 kingdoms

Chatton[7] (1925) 2 groups

Animalia

Vegetabilia Plantae

Copeland[8] (1938) 4 kingdoms

Whittaker[2] (1969) 5 kingdoms

Animalia

Animalia

Plantae

Plantae

Woese [9][10] (1977,1990) 3 domains

Fungi Protoctista

Eukarya Protista Protista

(not treated)

Protista

Archaea Prokaryote

Monera


Monera Bacteria

Klasifikasi Organisme Sebelum ditemukan mikroba, semua organisme dikelompokkan ke dalam 2 kingdom (Animale dan Vegetabilia menurut Linnaeus, 1735) z Pada tahun 1977, Carl Whoose mengajukan sistem klasifikasi baru yang didasarkan pada susunan sel organisme menjadi 3 domain: 1. Bakteri: mikroba yang dinding selnya mengandung peptidoglikan 2. Archaea: mikroba yang dinding selnya tidak atau sedikit mengandung peptidoglikan 3. Eukarya terdiri dari: a. Protista: kapang berlendir, protozoa dan alga b. Fungi: khamir, kapang dan jamur c. Tumbuh-tumbuhan d. Binatang (termasuk manusia) z

Virus tidak digolongkan ke dalam satu golongan di atas karena tidak mempunyai ciri-ciri Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD.yang dapat Fakultas Pertanian Universitas Riau dikategorikan sebagai sel (disebut organisme aseluler)

Domain Kingdom Filum/Devisi Klas Ordo Famili Genus Spesies

: Eukarya : Plantae : Tracheophyta : Angiospermae : Rosales : Rosaceae : Rosa : Rosa multiflora (Mawar merci)

Domain Kingdom Filum/Devisi Klas Ordo Famili Genus Spesies

: Eukarya : Animalia : Chordata : Mammalia : Carnivora : Canidae (42 gigi) : Canis : Canis familiaris (Anjing)

Domain : Bacteria Kingdom : Tidak ada Filum/Devisi : Proteobacteria Klas : Symobacteria Ordo : Enterobacteriales Famili : Enterobacteriaceae Genus : Escherichia Spesies Escherichia coli Prof. Ir. H. Usman:Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau

Sel Prokariot dan Eukariot z z 1. 2.

Sel merupakan unit terkecil dari suatu organiseme multiseluler Klasifikasi organisme berdasarkan selnya: Sel prokariot: Bakteri dan Archaea Sel eukariot: Uniseluler - Fungi: khamir, kapang dan jamur - Ganggang/alga - Protozoa multiseluler - Tumbuh-tumbuhan - Hewan dan manusia

-Virus? Tidak digolongkan ke dalam kategori di atas karena virus tidak mempunyai ciri-ciri yang dpt dikategorikan sebagai sel pada umumnya - Virus tdk dapat melakukan metabolisme dan biosintesis - Virus baru dikatakan sebagai makhluk hidup jika terdapat di dalam Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau sel organisme lain (sel inang)

Bentuk dan Ukuran Sel Mikroba


Bentuk dan Ukuran Sel Mikroba


Perbandingan ukuran beberapa mikroba


Bentuk Sel Bakteri



Bentuk sel Protozoa dan Alga


Bentuk sel Alga


Perbedaan Sel Prokariot dan Sel Eukariot z

z

z

z

Perbedaan utama pada ada tidaknya inti sel (nukleus) Eukariot berasal dari kata “eu” = sejati dan “karyo” = keseluruhan inti sel Jadi sel eukariot = sel yang mempunyai inti sel sejati Sel prokariot = sel yang tidak mempunyai inti sel sejati Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau

Struktur Sel

Sel eukariot

Sel prokariot

Sel Binatang

Sel Bakteri Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau

Sel Tumbuhan

Struktur Sel yang ada pada sel prokariot dan eukariot Membran sitoplasma: Tersusun dari fosfolipid (40%) dan protein (60%) Ketebalan sekitar 70°A (0,0070 µm) Fungsi: 1. Tempat pengaturan masuknya senyawa-senyawa (sifat semipermeable) yang dibutuhkan dan keluarnya hasil-hasil buangan metabolisme 2. Tempat sintesis dinding sel 3. Tempat berlangsungnya respirasi (bagi sel prokariot) karena ada enzim2 dalam siklus Krebs enzim dalam transpor elektron pada memban selnya (pada sel eukariot respirasi terjadi di dalam mitokondria) Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. -

Fakultas Pertanian Universitas Riau

Membran sel


SITOPLASMA z z z

Bahan yang menyerupai gel yg terdapat dalam sel Mengatur agar organel2 tetap berada pada tempatnya Mengandung serat sitoskeleton


SITOSKLETON (Cytoskeleton) z z

Tersusun dari mikrotubul dan mikrofilamen Fungsi: 1. memperkuat dan mempertahankan bentuk sel; 2. Memindahkan organel dalam sel


Struktur Genetik z

z

z

z

Pada sel prokariot: DNA terdapat dalam kromosom yang terletak di dlm sitoplasma; biasanya hanya terdiri dari 1 DNA saja Pada sel eukariot: DNA terdapat dalam kromosom yang terletak dalam nukleus (inti sel); biasanya terdiri dari 2 sampai beberapa ratus DNA Panjang DNA 1100-1400 Um yang dilipat-lipat sangat padat (bandingkan dengan panjang E. coli yang hanya 2 Um) Fungsi sebagai pembawa sifat2 keturunan Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau


RIBOSOM

z z

z

Terdiri dari 60% RNA dan 40% protein Ukuran 70 S (unit Svedberg) pada sel prokariot dan 80 S pada sel eukariot Fungsi: tempat sintesis protein


Dinding Sel # Hampir semua sel prokariot kecuali Mycoplasma mempunyai dinding sel; terutama peptidoglikan (pada bakteri gram positif 90% dan bakteri gram negatif 5-20%) # Pada sel eukariot: - Ganggang: selulosa, silika, kalsium karbonat, manan, xilan, senyawa pektat dan protein - Fungi: polimer glukosa dengan ikatan beta 1,4 (selulosa) dan beta 1,3), khitin (polimer N asetil glukosamin dengan ikatan beta 1,4) - Protozoa: tidak mempunyai dinding sel, tapi mempunyai lapisan permukaan yang disebut pseudokhitin, selulosa, kalsium karbonat, silika atau strontium sulfat - Tumbuhan: tersusun dari selulosa - Binatang: tidak punya dinding sel # Dinding sel bila diwarnai dengan pewarnaan gram: - Sel prokariot: ada berwarna ungu (Gram +) atau merah (Gram –) Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau - Sel eukariot: semuanya berwarna ungu (Gram +)

Dinding sel bakteri


Fuchsin


FLAGELA z z z

z z z

Ukuran 20 nm yang hanya dapat dilihat jika diwarnai dengan pewarna fuksin basa + asam tanat Fungsi: alat pergerakan (ada bersifat motil) pd sel prokariot dan eukariot Pergerakan juga dpt dilakukan dengan cara meluncur (gliding) pd bakteri, pergerakan sitoplasma pd ptotozoa, gangang dan fungi Pergerakan juga terjadi karena adanya silia (klas Ciliata, suatu jenis Protozoa) Jenis-jenis flagela: monotrikat, lopotrikat, ampitrikat dan peritrikat Perlu diperhatikan pergerakan sejati dengan pergerakan Brown (Brownian Motion) yang terjadi pada sel mati karena terjadinya pergerakan air Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau

Gambar Flagela Bakteri A = Monotrikat

B = Lopotrikat

C = Ampitrikat

D = Peritrikat


Pergerakan Flagella Cara “swimming”

Cara “Rotation”


Pewarnaan Flagela z

z

z

z

Persiapan preparat sama dengan preparat untuk pewarnaan gram Berikan senyawa mordan misalnya asam tannat selama 1 menit Berikan pewarna karbolfuksin selama 1 menit dan amati di bawah mikroskop Flagella akan nampak pada ujung sel mikroba dan flagella nampak lebih tebal dibanding selnya akibat pewarna terakumulasi pada saat perlakuan spesimen dengan senyawa mordan Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau

KAPSUL z

z z z -

Komponen berlendir yang melapisi permukaan sel prokariot dan eukariot (kalau padat disebut “kapsul” dan kalau cair disebut “lapisan lendir” Kapsul terdiri dari: polisakarida, polipeptida atau kompleks polisakarida-protein Penghasil kapsul: bakteri, ganggang biruhijau dan khamir tertentu Fungsi: Penyesuaian diri dengan lingkungan hidupnya Adesi sel pada permukaan padat (khusus lapisan lendir) Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau

Struktur Khas pada Sel Prokariot PILI Ukuran pili jauh lebih kecil dari flagela, tapi jumlahnya banyak z Fungsi: - Konjugasi (proses reproduksi bakteri) untuk memindahkan DNA plasmid dari satu sel ke sel lain (Pilus F atau pilus seks) - Penempelan (adesi) bakteri pada permukaan padat - Pembentukan film pada permukaan cairan z




ENDOSPORA z

z

Mikroba penghasil endospora hanya Bakteri: Clostridium, Sporosarcina dan Bacillus Endospora tahan thd kondisi lingkungan yang ekstrim: kering, pemanasan, asam dll Eksospora? Spora yang terletak diluar sel: mis pada` Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau sp.) kapang dan bakteri (Streptomyces

Letak Endospora

Variations in endospore morphology. (1, 4) Central endospore, (2, 3, 5) terminal endospore, (6) lateral endospore Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau

Pewarnaan Endospora z z

z

z z

Persiapkan preparat seperti halnya preparat untuk pewarnaan gram Berikan/celupkan preparat ke dalam malachite green lalu dipanaskan dengan cara dikukus selama 5 menit. Pengukusan akan menyebabkan penetrasi malchite green ke dalam dinding sel endospora Preparat dicuci selama 30 detik untuk menghilangkan malachite green dari bagianbagian sel kecuali endospora Selanjutnya diberi pewarna safranin untuk mewarnai bagian sel kecuali endospora. Amati di bawah mikroskop. Endospora tampak berwarna hijau di dalam sel mikroba Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau

Vakuola Gas

z

z

z

Terdapat pada bakteri fotosintetik dan ganggang biru-hijau yang hidup di perairan Dikelilingi oleh protein yang tidak tembus air tapi tembus gas Fungsi: untuk mengapung di permukaan air




STRUKTUR KHAS PADA SEL EUKARIOT

Inti Sel (Nucleus) z

Bagian sel eukariot yang berbentuk bulat yg mengandung inti sel (nucleolus), DNA (dalam kromosom) serta dikelilingi oleh membran inti


STRUKTUR KHAS PADA SEL EUKARIOT VAKUOLA (Vesicle) z Vakuola makanan: utk pencernaan makanan z Vakuola kontraktil: membantu pengaturan tekanan osmotik sel dan membantu pengeluaran produk buangan dan air


LISOSOMA z

z

z

Fungsi: menghancurkan senyawasenyawa asing yang masuk ke sel Pada hewan berperan dalam ketahanan tubuh hewan/manusia thd infeksi Sering disebut “suicide bags”


STRUKTUR KHAS PADA SEL EUKARIOT (lanjutan) MITOKONDRIA z Mitokondria terdiri dari 2 lapisan z Ukuran panjang 2-3 mikron dan diameter 1 mikron z Jumlah mitokondria 20 - 500.000 per sel tergantung pada organismenya z Fungsi: tempat respirasi (utk memperoleh energi)



KHLOROPLAST z

z

z

Struktur yang mengandung klorofil (berperan dalam fotosintesis) Khloroplast mempunyai membran luar (disebut lamela fotosintetik=tilakoid) yang mengelilingi membran bagian dalam Terdapat pada ganggang dan tumbuhan



STRUKTUR KHAS PADA SEL EUKARIOT (lanjutan)

RETIKULUM ENDOPLASMA z Sebagai saluran penghubung antara bagian permukaan dengan bagian dalam sel z Pada sel hewan berfungsi untuk melekatkan komponen2 penting dalam sintesis protein


Badan Golgi z

z

z

Berperan dalam sintesis dinding sel Pada tanaman Badan Golgi disebut juga diktisom Pada sel hewan berperan untuk membungkus enzim yang akan dikeluarkan dari sel Prof. Ir. H. Usman Pato, MSc. PhD. Fakultas Pertanian Universitas Riau

Sekian


SEL PROKARIOT DAN EUKARIOT

Recommend Documents