Pewarnaan Endospora, Kapsul, dan Dinding Sel Bakteri ( Artikel Lengkap )
Tuesday, 2 October 2018
Add Comment
Dinding Sel Bakteri
Sel bakteri memiliki struktur dinding sel. Namun, struktur dinding sel
pada bakteri berbeda dengan tumbuhan. Penyusun utama dinding sel pada
bakteri adalah peptidoglikan, sedangkan penyusun utama dinding sel pada
tumbuhan adalah selulosa (Tortora dkk. 2010). Peptidoglikan merupakan
sebuah polisakarida yang terdiri dari dua macam gula turunan, yaitu
N-acetylglucosamine (NAG) dan N-acetylmuramic acid (NAM). Selain itu,
peptidoglikan juga disusun oleh beberapa asam amino, seperti D-alanine,
L-alanine, D-glutamic acid, lysine atau struktur mirip analog asam amino
yang disebut DAP. Semua komponen tersebut dikoneksikan sehingga
membentuk struktur berulang yang disebut glycan tetrapeptide (Madigan
dkk. 2011).
Secara umum, dinding sel mempunyai fungsi untuk memberi kekuatan secara
struktural pada sel dan memberi perlindungan dari lisisnya sel. Dinding
sel bakteri mempunyai lapisan yang kaku dan keras yang bertanggung jawab
untuk memberi kekuatan pada sel. Bahkan, bakteri gram negatif mempuyai
lapisan tambahan di luar lapisan yang kaku tadi. Lapisan yang kaku
itulah yang disebut peptidoglikan. Sementara itu, sel bakteri menghadapi
tekanan osmotik yang tinggi, sekitar dua atmosfer pada kebayakan sel
bakteri. Sel memanfaatkan dinding sel untuk menahan tekanan tersebut
dan mencegah sel dari pelisisan (Madigan dkk. 2011).
Bakteri gram positif dan bakteri gram negatif dibedakan berdasarkan
struktur dinding selnya. Bakteri gram positif memiliki beberapa lapisan
peptidoglikan sehingga lapisan peptidoglikannya tebal. Umumnya, 90%
penyusun dinding sel bakteri gram positif merupakan peptidoglikan.
Dinding sel bakteri gram positif mengandung teichoic acid. Ada dua tipe
teichoic acid, yaitu lipoteichoic acid, yang menjangkau lapisan
peptidoglikan dan terhubung ke membran plasma, dan wall teichoic acid,
yang terhubung dengan lapisan peptidoglikan (Tortora dkk. 2010).
Berbeda halnya dengan bakteri gram positif, bakteri gram negatif
memiliki lapisan peptidoglikan yang lebih tipis. Namun, dinding sel
bakteri gram negatif mempunyai membran luar. Membran luar terdiri dari
lipopolisakarida (LPS), lipoprotein, dan fosfolipid. Peptidoglikan
terikat dengan lipoprotein di membran luar dan periplasma, yaitu
struktur seperti gel yang berada di antara membran luar dan plasma
membran. Selain itu, Dinding sel bakteri gram negatif tidak mengandung
teichoic acid (Tortora dkk. 2010).
Endospora Bakteri
Beberapa kelompok bakteri, seperti kelompok Clostridium dan Bacillus,
dapat membentuk struktur spora yang disebut endospora. Endospora
dibentuk ketika nutrisi esensial berkurang atau habis. Endospora
merupakan sel yang terdehidrasi dan memiliki daya tahan yang sangat
tinggi. Endospora memiliki daya tahan yang sangat tinggi karena memiliki
lapisan dinding yang tebal dan memiliki penambahan lapisan. Ketika
dilepaskan ke lingkungan, Endospora dapat bertahan pada kondisi panas
yang ekstrem, kekurangan air, dan paparan zat kima toksik serta radiasi.
Endospora dibentuk secara internal atau di dalam sel. Hal tersebut
yang menyebabkan spora pada bakteri disebut endospora (Tortora dkk.
2010).
Proses terbentuknya endospora di dalam sel vegetatif disebut sporulasi
atau sporogenesis. Ada enam tahapan untuk membentuk endospora. Tahap
pertama, spora septum memulai untuk mengisolasi DNA hasil replikasi dan
sebagian kecil sitoplasma. Tahap kedua, membran plasma memulai untuk
mengelilingi DNA, sitoplasma, dan membran yang diisolasi pada tahap
pertama. Tahap ketiga, spora septum mengelilingi bagian yang terisolasi
tadi yang disebut forespore, spora telah memiliki membran ganda. Tahap
keempat, lapisan peptidoglikan dibentuk diantara membran. Tahap
kelima, dibentuk lapisan mantel spora yang tersusun dari protein.
Lapisan spora tersebut yang nantinya akan memberi kekuatan pada
endospora di lingkungan yang berbahaya. Tahap terakhir, sel awal
didegradasi dan spora dilepaskan (Tortora dkk. 2010).
Struktur endospora pada bakteri lebih kompleks dibandingkan sel
vegetatifnya. Endospora memiliki beberapa lapisan yang tidak dimiliki
oleh sel vegetatifnya. Lapisan paling luar disebut exosporium, merupakan
lapisan protein yang tipis. Di dalamnya, terdapat mantel spora yang
terdiri dari protein spora yang spesifik. Di bawah lapisan mantel spora
terdapat korteks, merupakan lapisan yang terdiri dari peptidoglikan
yang terhubung bersilangan secara bebas. Di bawah lapisan korteks
terdapat bagian inti, yang terdiri dari dinding inti, membran
sitoplasma, nukleoid, ribosom dan organel sel lainnya (Madigan dkk.
2011).
Ada suatu substansi yang tidak ada di sel vegetatif dan khas terdapat
pada endospora. Substansi tersebut adalah asam dipikolinik yang banyak
diakumulasi pada bagian inti. Selain itu, endospora memiliki banyak ion
kalsium dan membentuk kompleks dengan asam dipikolinik. Kompleks
kalsium-asam dipikolinik dapat mengikat air bebas di dalam endospora dan
membantu untuk mendehidrasi sel endospora. Selain itu, kompleks
kalsium-asam dipikolinik disisipkan pada basa nitrogen DNA untuk menjaga
stabilitas DNA ketika menghadapi cekaman panas. Endospora juga memiliki
SASP (Small Acid Soluble Protein)
yang mempunyai dua fungsi pada endospora. Fungsi pertama adalah menjaga
DNA dari kerusakan akibat radiasi sinar UV, desikasi, dan panas. Fungsi
kedua adalah sebagai sumber energi pada saat melakukan proses germinasi
untuk menghasilkan sel vegetatif yang baru (Madigan dkk. 2011).
Ketika masih di dalam sel vegetatifnya, endospora memiliki letak yang
berbeda-beda tergantung spesiesnya. Setidaknya ada tiga posisi
endospora ketika masih di dalam sel vegetatifnya, yaitu terminal,
subterminal, dan sentral. Letak terminal berarti spora dibentuk pada
salah satu ujung dari sel vegetatif, letak subterminal berarti spora
dibentuk dekat salah satu ujung sel, dan letak sentral berarti spora
dibentuk di bagian tengah dari sel (Tortora dkk. 2010).
Kapsul Bakteri
Beberapa spesies bakteri juga dapat membentuk struktur yang disebut
kapsul. Kapsul merupakan lapisan polisakarida atau protein yang terletak
di bagian terluar dari sel. Kapsul secara khas berikatan dengan kuat
pada dinding sel atau berikatan secara kovalen pada peptidoglikan.
Kapsul memiliki fungsi seperti media untuk melekatkan diri pada substrat
padat dan mencegah sel dari kekeringan (Madigan dkk. 2011).
Sel bakteri tidak berwarna sehingga sulit dan sukar diamati secara
langsung. Pewarnaan dilakukan untuk mempermudah dalam melakukan
pengamatan terhadap bakteri. Proses pewarnaan bakteri lazim disebut
pengecatan (Gandjar dkk., 1992). Zat yang digunakan untuk mewarnai
bakteri termasuk biological dye. Faktor-faktor yang memengaruhi
pengecatan adalah faktor cat, faktor dinding sel, dan faktor proses
pewarnaan. Cat dan permukaan sel bakteri harus mempunyai ion yang
berlawanan sehingga cat dapat berikatan dengan permukaan sel bakteri.
Sebagai contoh, kristal violet yang memiliki ion bermuatan positif akan
berikatan dengan permukaan sel bakteri yang umumnya memiliki ion
bermuatan negatif. Proses pewarnaan yang cukup penting adalah pada saat
proses fiksasi. Pengerjaan proses fiksasi yang tidak benar akan membuat
pengecatan menjadi kurang baik, misalnya sel bakteri masih hidup, sel
bakteri hilang ketika proses pencucian, dan sel tidak mampu diwarnai
oleh zat pewarna (Benson 2001; Prescott dkk. 2002; Tortora dkk. 2010).
Pewarnaan Struktur Dinding Sel Bakteri
Pewarnaan khusus digunakan untuk mewarnai dan menampakkan bagian spesifik dari mikroorganisme, seperti endospora, kapsul, dan dinding sel. Tujuannya
adalah agar bagian spesifik tersebut menjadi lebih mudah untuk diamati.
Bagian spesifik tersebut memiliki sifat yang khas sehingga untuk
mewarnainya diperlukan pewarnaan dan teknik pengecatan yang khusus
(Gandjar dkk. 1992; Tortora dkk. 2010).
Pewarnaan Endospora
Pengecatan sederhana dan pengecatan gram tidak bisa dilakukan untuk
mewarnai endospora, karena zat warna tidak dapat berpenetrasi ke dalam
dinding sel dari endospora. Pewarnaan khusus endospora menggunakan dua reagen pewarna juga, yaitu Malachite Green dan Safranin. Malachite Green merupakan
zat warna utama yang akan memberi warna hijau pada endospora. Pemanasan
perlu dilakukan agar zat warna dapat berpenetrasi ke dinding sel
endospora. Sementara itu, safranin, yang merupakan zat warna lawan,
akan memberi warna merah kepada bagian sel bakteri selain endospora
(Harley & Prescott 2002; Tortora dkk. 2010).
Pengecatan endospora dimulai dengan membuat preparat olesan terlebih
dahulu. Selanjutnya, kertas hisap diletakkan di atas preparat olesan
kemudian ditetesi dengan pewarna Malachite Green. Preparat kemudian
diletakkan dekat pembakar spiritus sampai zat warna mengering. Setelah
kering, kertas hisap diangkat dan dicuci dengan air mengalir. Langkah
berikutnya, preparat ditetesi oleh safranin dan didiamkan beberapa saat.
Kemudian, preparat dicuci kembali dan akhirnya diamati di bawah
mikroskop (Gandjar dkk. 1992).
Pemanasan diperlukan pada saat pengecatan spora agar zat warna dapat
berpenetrasi ke dinding sel endospora. Malachite Green digunakan untuk
mewarnai endospora dan akan memberikan warna hijau pada endospora.
Malachite green akan berikatan pada permukaan endospora. Sementara
itu, safranin digunakan sebagai zat warna lawan yang akan memberikan
warna merah pada bagian sel selain endospora (Harley & Prescott
2002; Tortora dkk. 2010).
Pewarnaan Kapsul
Pewarnaan khusus kapsul menggunakan dua reagen pewarna,
yaitu kristal violet dan CuSO4. Kristal violet merupakan zat warna
utama yang akan memberikan warna pink gelap pada sel dan material
kapsular. Tidak seperti sel, kapsul merupakan bagian non-ionik pada sel
bakteri sehingga zat warna utama hanya melekat pada kapsul tanpa
berikatan padanya. Sementara itu, CuSO4 merupakan agen pendekolorasi.
Zat tersebut akan mencuci warna dari kristal violet sehingga hilang
dari material kapsular, namun tidak ikut mencuci kristal violet yang
telah berikatan dengan dinding sel bakteri. Pada saat yang sama, CuSO4
berperan sebagai zat warna lawan (counter stain) yang akan diabsorpsi ke
dalam kapsul dan memberikan warna biru cerah atau pink (Cappuccino
& Sherman 2001; Harley & Prescott 2002).
Pengecatan kapsul dimulai dengan preparat olesan bakteri. Preparat lalu
ditetesi oleh kristal violet dan dipanaskan di atas penangas air selama
satu menit. Kemudian, preparat dibilas dengan CuSO4. Selanjutnya,
preparat dikeringkan dengan kertas hisap. Setelah kering, preparat
diamati di bawah mikroskop (Gandjar dkk. 1992).
Kristal violet merupakan zat warna utama yang akan memberikan warna pink
gelap pada sel dan material kapsular. Tidak seperti sel, kapsul
merupakan bagian non-ionik pada sel bakteri sehingga zat warna utama
hanya melekat pada kapsul tanpa berikatan padanya. Sementara itu, CuSO4
merupakan agen pendekolorasi. Zat tersebut akan mencuci warna dari
kristal violet sehingga hilang dari material kapsular, namun tidak ikut
mencuci kristal violet yang telah berikatan dengan dinding sel bakteri.
Pada saat yang sama, CuSO4 berperan sebagai zat warna lawan (counter stain)
yang akan diabsorpsi ke dalam kapsul dan memberikan warna biru cerah
atau pink (Cappuccino & Sherman 2001; Harley & Prescott 2002).
Pewarnaan Dinding Sel
Pewarnaan dinding sel menggunakan tiga reagen,
yaitu cethylpiridinium chloride, methylen blue, dan Congo Red jenuh
(Dyar 1947; Gandjar dkk. 1992). Methylene Blue merupakan pewarna basa
yang mempunyai ion bermuatan positif sehingga pewarna tersebut dapat
mewarnai sitoplasma. Sementara itu, Congo Red merupakan pewarna asam
yang mempunyai ion bermuatan negatif. Dinding sel bakteri tidak dapat
berikatan dengan pewarna Congo red karena sama-sama memiliki muatan
negatif (Tortora dkk. 2010). Cationic surface-active agent dapat
digunakan untuk membantu pewarna asam dapat mewarnai dinding sel. Agen
kationik tersebut merupakan Cetylpiridinium chloride. Agen kationik
tersebut berperan sebagai mordant, karena membantu menguatkan ikatan
antara zat pewarna dengan permukaan sel bakteri (Dyar 1947).
Penggunaan Methylen Blue dan Congo Red sebagai zat warna utama karena
kedua pewarna tersebut mempunyai warna yang berbeda. Methylen Blue akan
memberi warna biru pada sitoplasma dan Congo Red akan memberi warna
merah pada dinding sel. Dengan membuat perbedaan warna yang jelas pada
bagian-bagian sel bakteri, membuat bagian dinding sel lebih mudah untuk
diamati
Pengecatan dinding sel dimulai dengan membuat preparat olesan bakteri.
Kemudian, preparat ditetesi tiga tetes larutan Cetylpiridinium chloride
dan satu tetes larutan Congo Red jenuh. Setelah itu, preparat
digoyang-goyangkan sehingga kedua larutan tercampur. Langkah berikutnya,
preparat dicuci dengan air mengalir. Selanjutnya, preparat ditetesi
dengan larutan methylen blue selama sepuluh detik. Preparat kemudian
dicuci kembali dengan air mengalir dan dikeringkan. Preparat yang telah
dikeringkan kemudian diamati di bawah mikroskop (Dyar 1947; Gandjar dkk.
1992).
Cetylpiridinium chloride dapat berperan sebagai mordant yang dapat
menguatkan ikatan antara Congo Red dan dinding sel. Cetylpiridinium
chloride merupakan kationic surface-active agent, tanpanya zat Congo Red
tidak dapat berikatan dengan dinding sel. Sementara itu, methylene
blue digunakan untuk mewarnai sitoplasma karena methylene blue merupakan
pewarna basa. Pengecatan dinding sel dengan tiga reagen tersebut dapat
digunakan untuk mewarnai dinding sel bakteri pada genus Bacillus,
Micrococcus, dan Escherichia (Dyar 1947)
Sumber:
http://www.generasibiologi.com/2016/12/pewarnaan-endospora-kapsul-dinding-sel-bakteri.html
0 Response to "Pewarnaan Endospora, Kapsul, dan Dinding Sel Bakteri ( Artikel Lengkap )"
Post a Comment