Kuliah 3 TEORI SEL MIKROBA
FARMASI FMIPA UHAMKA 2011
Priyo Wahyudi
a. Sel Prokariot dan Eukariot b. Komponen sel:a. b. c. d. Peptidoglikan Lipopolisakarida Fosfolipid Polisakarida
Prokariotik:
Struktur sel mikroorganisme dimana sel tidak memiliki membran inti sel
Eukariotik: Struktur sel yanglebih kompleks, memiliki membran inti sel (Fungi, animal, Plant)
Prokaryotic cell
Eukaryotic cell
SifatMembran inti sel Jumlah kromosom Bentuk kromosom Mitokondria Mitosis & Meiosis
ProkariotTidak mempunyai 1 Bulat (sirkuler) Tidak ada Tidak ada
EukariotMempunyai >1 Linier (lurus) Ada Ada
Jumlah sangat banyak Bentuk mahluk hidup yang tertua (3,5 milyar tahun lalu) Termasuk Prokariot, yang bersel tunggal Seluruh organisme lain di muka bumi ini berevolusi dari bakteri (Fossil evidence) Hidup di seluruh bagian Bioma bumi Bacteria Eubacteria Eu = Sebenarnya Kuman Archaea Archaebacteria Archae = kuno
Hidup di lingkungan ekstrem dan tempat-tempat umum Dinding sel tidak mempunyai PEPTIDOGLIKAN Asam amino yang berbeda dengan bakteri
Archaea mengandung lipid yang terikat dengan ether Pada Archaea tidak ada asam lemak namun merupakan suatu isoprene (5 carbon hydrocarbon) Beberapa Archaea mempunyai lipid monolayer
Monolayer results from covalent linkage of glycerol side chains
Peptidoglikan adalah suatu polimer yang tersusun atas dua gugus gula: n-acetylglucosamine dan n-acetyl muramic acid (murein), dengan rantai samping polipeptida pendek
Suatu monomer peptidoglikan terbangun atas dua gula amino yang saling berikatan: N-acetylglucosamine (NAG) dan N-acetylmuramic acid (NAM), dengan suatu pentapeptide yang berikatan pada NAM.
Escherichia coli peptidoglikan
Staphylococcus aureus peptidoglikan
Pseudopeptidoglycan : terdiri atas N-acetyl talosaminuronic acid (NAT) Ikatan Glikosidik antar Gula penyusun adalah b1,3 glikosidik, bukan b-1,4 glikosidik dari peptidoglikan (sehingga Lysozyme insensitive)
1. 2. 3.
4.
Monomer peptidoglican disintesis di Sitosol tempat mereka menempel dengan suatu molekul carrier membran yang disebut BACTOPRENOL. Enzim AUTOLYSIN memutus ikatan glikosidik di kanan dan kiri pada titik pertumbuhan di sepanjang peptidoglikan yang ada. Ikatan peptida silang yang menjembatani antar lapisan PG juga akan diputus. Bactoprenol dan ensim TRANSGLIKOSIDASE akan menginsersikan (memasukkan) monomer PG pada ikatan PG yang terputus tadi. Transglikosidase menkatalisis pemebentukan ikatan glikosida baru antara NAM dan NAG dari monomer PG yang diinsersikan dengan NAG dan NAM dari existing peptidoglikan. Ensim TRANSPEPTIDASE akan membentuk kembali ikatan peptida silang yang menjembatani dan memperkuat struktur lapisan PG.
Senyawa gabungan antara lipid dan polisakarida (dengan ikatan kovalen) sebagai komponen utama penyusun membran luar dinding sel bakteri Gram Negatif
Dinding sel bakteri Gram negatif terdiri atas dua lapisan yaitu lapisan dalam berupa peptidoglikan yang tipis dan suatu outer membran (membran luar) yang mengandung phospholipid, lipopolysaccharides (LPS), lipoprotein dan surface protein. Lipopolysaccharide terdiri atas lipid A and O polysaccharide.
Tersusun atas lapisan PEPTIDOGLIKAN yang tipis dan PERIPLASMA dan lapisan LIPOPOLISAKARIDA (LPS)
Tersusun atas Komponen Lipid A + Komponen Polisakarida Polisakarida Inti (core polysaccharide) merupakan bagian yang dikonservasi pada semua jenis bakteri, sementara yang bervariasi adalah bagian polisakarida O-spesifik Menjadi penyusun paling luar dari membran luar (outer membrane)
Dikenal dengan Lipoglikan Bersifat sebgai ENDOTOKSIN dan memberikan respon imun yang kuat pada binatang
FUNGSI LPS : 1. Penyusun utama membran luar (outer membrane) bakteri Gram negatif 2. Mendukung struktur sel dan melindungi membran dari serangan bahan kimia 3. Meningkatkan muatan negatif membran 4. Menjadi komponen penting bagi bakteri Gram negatif (jika termutasi atau hilang) bisa menyebabkan kematian sel 5. Bersifat sebagai endotoxin dan menginduksi respon imun pada sistem imun hewan
Penyusun Lipopolisakarida : 1. Antigen O (Polisakarida O) 2. Oligosakarida Inti 3. Lipid A ANTIGEN O (Polisakarida O) Merupakan suatu polimer glikan yang berulang dari LPS Disebut sebagai Antigen O atau Polisakarida O atau rantai samping O bacteri Antigen O menempel pada Oligosakarida inti (core oligosaccharide) dan menjadi bagian terluar dari molekul LPS Komposisi rantai O bervariasi antar strain. Contoh pada strain E. coli terdapat 160 perbedaan penyusun struktur Antigen O. Ada tidaknya rantai O menentukan apakah LPS bakteri KASAR atau HALUS. Rantai O yang panjang LPS halus Rantai O pendek atau tidak ada LPS kasar
Bakteri dengan LPS kasar umumnya mempunyai membran yang lebih mudah dipenetrasi oleh antibiotik yang hidrofobik (karena LPS kasar bersifat lebih hidrofobik) Sebagai lapisan terluar dari sel bakteri Gram negatif, antigen O menjadi target pengenalan bakteri oleh antibodi
Oligosakarida Inti (Core oligosaccharide)
Domain inti dari LPS selalu mengandung komponen Oligosakarida yang menyambung langsung dengan Lipid A Oligosakarida inti mengandung gula heptosa dan 3-deoxy-Dmannooctulosonic Acid (dikenal dengan KDO, keto-deoxyoctulosonate) Inti LPS juga mengandung komponen non karbohidrat seperti phosphat, asam amino dan ethanolamine
Lipid A Lipid A adalah suatu disakarida glukosamin terfosforilasi yang ditambahi beberapa asam lemak. Rantai asam lemak yang hidrofobik menjadi jangkar LPS pada membran bakteri Lipid A menjadi penyebab toksisitas dari bakteri Gram negatif Saat sel bakteri Gram negatif dihancurkan oleh sistem imun, fragmen dari Lipid A akan masuk ke sirkulasi darah dan menyebabkan terjadinya demam, diare ataupun menyebabkan shock endotoksik fatal (septic shock).
Kelas Lipid yang tersusun atas satu digliserida, satu gugus posfat dan satu molekul organik sederhana. Fosfolipid menjadi komponen utama penyusun membran sel.
The parts of a phospholipid molecule. Phosphatidylcholine, represented schematically (A), in formula (B), as a space-filling model (C), and as a symbol (D). The kink due to the cis-double bond is exaggerated in these drawings for emphasis
Menjadi Penyusun utama Membran Sel Membran Sel = Membran Sitoplasma = Membran Plasma, menjadi lapisan pelindung sitoplasma Tersusun dalam Formasi Bilayer (dua lapis) Fungsi Membran Sitoplasma: Melindungi sitoplasma Selective barrier Transport nutrisi Membangkitkan energi Sintesis
Capsule: the polysaccharide that has a uniform thickness & can be thicker than cell
Streptococcus pneumoniae infectious to human, capsule help protect the cell against phagocytosis Can be observed by performing Negative staining with India Ink
Slime layer: the polysaccharide adhered to the cell wall in a diffuse arrangement
Bacteria that cause dental carries help bacteria to colonise surface
Lapisan Polisakarida ekstraseluler yang menyelimuti sel bakteri, sehingga menyerupai kapsul Berguna untuk melindungi bakteri dari kondisi lingkungan yang ekstrim (cont: bahan beracun)
