SEL BAKTERIA: CIRI DAN STRUKTUR (BAHAGIAN) - BIOLOGI - 2026

The sel bakteria adalah organisasi yang diketahui paling mudah organisma hidup. Bakteria adalah organisma uniselular yang tidak mempunyai nukleus atau organel mana pun yang terpisah dari kandungan sitosolik melalui membran (semua bakteria dikelaskan dalam domain Prokariotik).

Kajian saintifik menunjukkan bahawa, walaupun fakta bahawa sel bakteria kekurangan organel, mereka mempunyai organisasi, peraturan dan dinamika dalaman yang sangat terkawal dan tepat. Mereka memiliki semua mekanisme yang diperlukan untuk bertahan dari keadaan persekitaran yang bermusuhan dan bermusuhan.

Gambarajah umum bakteria dan bahagiannya (Sumber: Gambar vektor ini dibuat sepenuhnya oleh Ali Zifan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) melalui Wikimedia Commons)

Kebolehsuaian sedemikian bermaksud bagi para saintis alat penting dan model biologi yang ideal untuk mengkaji prinsip asas biologi molekul; Pengetahuan asas mengenai replikasi DNA, transkripsi, dan terjemahan difahami terlebih dahulu dalam sel bakteria sebelum sel eukariotik.

Semua sel bakteria bersifat mikroskopik, yaitu, tidak dapat dilihat dengan mata kasar tanpa menggunakan mikroskop, yang merupakan kelebihan besar untuk kajian mikroorganisma ini, kerana mereka dapat dipelihara dan dipelajari di ruang kecil dan dengan sedikit sumber nutrisi. kepada berjuta-juta sel hidup.

Pada masa ini sel bakteria adalah salah satu alat bioteknologi yang paling penting. Para saintis memanipulasi DNA kromosom ekstra bakteria untuk menghasilkan secara sintetik hampir semua protein yang diminati oleh manusia.

Ciri umum sel bakteria

Secara morfologi, sel bakteria boleh berubah-ubah, tetapi walaupun begitu, semuanya mempunyai ciri yang sama. Sebagai contoh:

- Setiap sel bakteria memiliki dinding sel yang mengelilinginya dan terdiri dari gabungan karbohidrat dengan peptida yang disebut "peptidoglycan".

- Sel bakteria adalah organisma uniselular, iaitu setiap sel adalah organisma lengkap yang dapat tumbuh, memberi makan, membiak dan mati.

- Bahan genetik bakteria "tersebar" atau tersebar di kusut besar yang terendam di sitosol sel, di kawasan yang dikenali sebagai wilayah nukleoid.

- Banyak bakteria mempunyai struktur khusus untuk pergerakan yang disebut "flagellum", yang berada di kawasan terluar badan mereka.

- Adalah biasa dijumpai sel bakteria membentuk koloni atau mengekalkan hubungan simbiosis dengan organisma lain dan, di samping itu, banyak bakteria patogen bagi manusia.

- Sebilangan besar bakteria hampir 10 atau 15 kali lebih kecil daripada ukuran sel haiwan mana pun (eukariotik), kerana panjangnya tidak melebihi satuan mikron.

- Mereka dijumpai di semua persekitaran yang ada di biosfer, kerana terdapat mikroorganisma ini yang disesuaikan dengan keadaan lingkungan praktikal.

Struktur sel bakteria (bahagian)

Ramai saintis membahagikan sel bakteria menjadi tiga kawasan anatomi untuk memudahkan kajian. Ketiga-tiga kawasan ini biasa untuk sebarang jenis sel bakteria yang diperhatikan dan adalah:

- Kawasan luar , terdiri daripada struktur ekstraselular (flagella, rambut, silia, antara lain)

- Kawasan liputan sel , terdiri dari dinding sel dan membran sitoplasma

- Kawasan dalaman , terbentuk oleh sitosol dan semua struktur yang digantung di dalamnya.

Bergantung pada spesies bakteria yang dikaji di setiap wilayah, beberapa struktur dan bahagian yang berbeza dari "tipikal" sel bakteria diperhatikan. Walau bagaimanapun, sel yang paling biasa untuk mana-mana sel bakteria dijelaskan dan dikelaskan mengikut setiap kawasan di mana ia dijumpai.

Kawasan ekstraselular

- Kapsul : ia adalah permukaan polimer yang menutupi seluruh sel sel bakteria. Ini terdiri dari lendir dan glikokalis, yang pada gilirannya terdiri dari molekul karbohidrat berlimpah yang terikat pada lipid dan protein. Kapsul memenuhi fungsi perlindungan penting bagi sel.

- Filem : ia adalah permukaan, cairan atau matriks likat di mana sel bakteria terbenam. Mereka terbentuk dari polisakarida yang serupa dalam komposisi dengan polisakarida kapsul dan umumnya memenuhi fungsi dalam perlindungan dan perpindahan sel.

- Fimbriae : mereka adalah jenis pelengkap filamen yang banyak terdapat di dinding sel bakteria. Ini berfungsi untuk mobiliti dan kepatuhan sel bakteria ke permukaan mana pun. Mereka terdiri dari protein hidrofobik yang disebut pilin.

Fimbriae bakteria E. coli. Ia mempunyai kira-kira 200. Sumber: (Gambar: Manu Forero) / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5)

- Pili seksual: beberapa fimbriae (beberapa) dimodifikasi untuk membentuk sejenis "pipa", yang digunakan oleh bakteria untuk konjugasi (pemindahan bahan genetik antara bakteria yang berlainan), yang merupakan sejenis "pembiakan seksual" primitif.

- Flagella : filamennya lebih panjang daripada fimbriae dan terdiri daripada protein; mereka mempunyai penampilan "ekor". Mereka memenuhi fungsi penggerak pergerakan sel dan berlabuh pada membran sel. Dari satu hingga ratusan flagela boleh didapati di sel bakteria yang sama.

Bakteria Vibrio vulnificus dengan flagella. CDC / Janice Haney Carr / Domain awam

Diagram flagellum bakteria (Sumber: LadyofHats / Domain awam, melalui Wikimedia Commons)

Kawasan liputan

Penutup sel umumnya terdiri daripada membran sitoplasma dan lapisan peptidoglikan yang disebut "dinding sel." Sampul itu terdiri daripada kompleks lipid, karbohidrat dan protein. Komposisi kimia sampul peptidoglikan digunakan sebagai klasifikasi untuk membezakan antara dua jenis bakteria.

Bakteria gram positif dan bakteria Gram negatif. Bakteria gram positif dicirikan oleh mempunyai lapisan peptidoglikan tebal, tanpa membran luar yang menutupnya, sedangkan bakteria gram negatif hanya mempunyai lapisan peptidoglikan tipis dengan membran luar yang ditumpangkan di atasnya.

- Membran sitoplasma : mempunyai struktur yang serupa dengan membran sel sel eukariotik. Ia adalah lapisan dua fosfolipid dengan protein yang berkaitan (integral atau periferal). Walau bagaimanapun, ia berbeza dengan membran sel eukariotik kerana ia tidak mempunyai sterol yang disintesis secara endogen.

Membran sitoplasma sel bakteria adalah salah satu struktur yang paling penting, kerana di sinilah peleburan sel, pengangkutan elektron, rembesan protein, pengangkutan nutrien dan biosintesis lipid berlaku, dll.

Kawasan dalaman

- Genom : tidak seperti sel eukariotik, genom sel bakteria tidak terkandung dalam nukleus membran. Sebaliknya, ia wujud sebagai kusut DNA yang dipadatkan dalam bentuk bulat yang lebih kurang dan dikaitkan dengan beberapa protein dan RNA. Genom ini jauh lebih kecil daripada genom eukariotik: berukuran kira-kira 3 hingga 5 MB dan membentuk kromosom topologi bulat tunggal.

- Plasmid atau molekul DNA ekstrakromosom : mereka adalah molekul DNA pekeliling kecil yang mampu mereplikasi secara bebas dari DNA genom sel. Secara amnya, molekul DNA plasmid ditukar semasa konjugasi, kerana maklumat yang diperlukan untuk ketahanan terhadap antibiotik dan / atau toksin dikodkan di dalamnya.

DNA bakteria dan plasmid. Fail asal: Pengguna: Spaully. Terjemahan: Fibonacci. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

- Ribosom : ribosom mengambil bahagian dalam terjemahan RNA yang disalin daripada urutan gen yang kod untuk protein. Setiap sel bakteria mempunyai sekitar 1500 ribosom aktif di dalamnya. Subunit ribosom sel bakteria adalah 70an, 30an dan 50an, sementara sel eukariotik mempunyai subunit 60an dan 40an.

Kebiasaan antibiotik menyerang ribosom bakteria, menyekat terjemahan protein dan menyebabkan lisis sel atau kematian.

- Endospora : bakteria mempunyai spora dalaman yang berada dalam keadaan tidak aktif dan digunakan untuk bertahan hidup ketika keadaan persekitaran yang melampau. Endospora keluar dari keadaan tidak aktif apabila reseptor yang berlainan di permukaan mengesan bahawa keadaan kembali baik; Ini mewujudkan sel bakteria baru yang berfungsi sepenuhnya.

Endospora hijau di dalam sel bakteria. CNX OpenStax / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

- Butiran atau badan inklusi : ini berfungsi sebagai sejenis cadangan untuk karbohidrat, sebatian fosfat dan molekul lain. Komposisi mereka berbeza-beza mengikut spesies bakteria dan mereka mudah dilihat di sitoplasma menggunakan mikroskop optik.

Rujukan

1. Cabeen, MT, & Jacobs-Wagner, C. (2005). Bentuk sel bakteria. Mikrobiologi Ulasan Alam, 3 (8), 601-610.
2. Coleman, JP, & Smith, CJ (2007). Struktur dan Komposisi Mikroba.
3. Gitai, Z. (2005). Biologi sel bakteria baru: bahagian bergerak dan seni bina subselular. Sel, 120 (5), 577-586.
4. Silhavy, TJ, Kahne, D., & Walker, S. (2010). Sampul sel bakteria. Perspektif Cold Spring Harbor dalam biologi, 2 (5), a000414.
5. Willey, JM, Sherwood, L., & Woolverton, CJ (2009). Prinsip mikrobiologi Prescott. Boston (MA): Pendidikan Tinggi McGraw-Hill.