Bakteri dan arkea

Dalam kondisi laboratorium yang baik, satu sel E. coli dapat menjadi dua dalam sekitar 20 menit.

Tiga bentuk umum

Bakteri sering dijelaskan berdasarkan bentuk. Yang bulat disebut kokus. Yang berbentuk batang disebut basil. Bentuk melengkung memiliki beberapa nama: lengkungan seperti koma disebut vibrio, spiral kaku disebut spirilum, dan bentuk seperti pembuka gabus yang lentur disebut spiroketa. Bentuk saja tidak menunjukkan spesiesnya, tetapi termasuk hal pertama yang dicatat ahli mikrobiologi saat mengamati dengan mikroskop.

Bentuk umum bakteri (tidak sesuai skala). A kokus, di sini dalam rantai pendek. B basil (batang). C bentuk spiral.

Isi sel bakteri

Sel bakteri tidak memiliki nukleus. DNA-nya berada pada daerah bernama nukleoid, dan sebagian besar bakteri memiliki satu kromosom melingkar, meskipun ada pengecualian dengan kromosom linear. Sitoplasma penuh dengan ribosom pembentuk protein. Di sekelilingnya terdapat membran plasma, dan di luar membran, sebagian besar bakteri memiliki dinding sel berisi peptidoglikan, jaring gula dan rantai protein pendek. Sebagian bakteri juga memiliki kapsul berlendir di luar dinding, flagela seperti cambuk untuk berenang, serta pili pendek seperti rambut untuk melekat pada permukaan.

Pembelahan biner

Sebagian besar bakteri berkembang biak melalui pembelahan biner, yaitu pembelahan sederhana menjadi dua. Pertama, sel tumbuh dan menambah seluruh isinya. Penyalinan kromosom dimulai pada satu titik, titik awal replikasi, dan berlangsung ke dua arah mengelilingi lingkaran hingga kedua salinan lengkap. Protein bernama FtsZ kemudian berkumpul membentuk cincin Z di bagian tengah sel. Protein lain bergabung, lalu dinding dan membran baru tumbuh ke dalam sebagai sekat pemisah, dan sel membelah menjadi dua sel anak yang masing-masing memiliki salinan genom lengkap. Reproduksi pada prokariota selalu aseksual, meskipun bakteri bertukar gen melalui jalur lain.

Memuat

Seret untuk memutar. Gulir atau rapatkan dan renggangkan dua jari untuk mengatur zoom.

Satu sel yang mengganda setiap 20 menit. Tekan Putar dan hitung penggandaannya: 3 jam sama dengan 9 generasi.

Pembelahan biner bukan satu-satunya cara. Sebagian sianobakteri membentuk banyak nukleoid di sepanjang filamen, lalu terpecah menjadi banyak sel baru sekaligus, yang disebut fragmentasi. Bakteri lain menumbuhkan juluran sempit dari satu ujung, dengan ujung juluran membesar menjadi sel lebih kecil, yaitu tunas. Bakteri raksasa Epulopiscium menumbuhkan beberapa sel anak di dalam induk, yang kemudian pecah dan melepaskannya.

Peran bakteri jauh melampaui laboratorium. Sianobakteri melakukan fotosintesis penghasil oksigen yang sama dengan tumbuhan dan alga. Rizobia yang hidup dalam bintil akar ercis dan kacang mengubah gas nitrogen dari udara menjadi amonia yang dapat digunakan tumbuhan untuk membentuk protein. Tak terhitung bakteri lainnya menguraikan bahan mati di tanah dan air. Sebagian kecil menyebabkan penyakit, sehingga selanjutnya kamu akan mempelajari kecepatan pertumbuhannya dan bagaimana ilmuwan belajar mengenalinya.

Arkea

Di bawah mikroskop, arkea tampak seperti bakteri, berupa sel tunggal tanpa nukleus. Namun, arkea memiliki sejarah evolusi tersendiri serta berbeda dalam gen, kimia, dinding sel, dan membrannya. Dindingnya tidak mengandung peptidoglikan; sebagian arkea metanogen memiliki zat serupa bernama pseudopeptidoglikan. Arkea hidup di hampir semua habitat, termasuk tempat yang sangat panas, dingin, asam, atau basa. Cincin berwarna di kolam Morning Glory, mata air panas di Taman Nasional Yellowstone, berasal dari komunitas mikroba berbeda yang hidup pada suhu air berbeda.

	Bakteri	Arkea
Nukleus	Tidak	Tidak
Peptidoglikan	Sebagian besar memilikinya	Tidak
Ukuran umum	Sekitar 1 µm	Serupa
Habitat ekstrem	Sebagian	Banyak

Poin penting

Bentuk: kokus (bulat), basil (batang), bentuk melengkung.
Tanpa nukleus; DNA di nukleoid; dinding peptidoglikan pada sebagian besar bakteri.
Pembelahan biner: DNA disalin, cincin FtsZ, sekat, dua sel.
Arkea: tanpa peptidoglikan, banyak ditemukan di habitat ekstrem.

Kokus	Bakteri bulat.
Basil	Bakteri berbentuk batang.
Nukleoid	Daerah sel prokariota yang mengandung DNA.
Peptidoglikan	Jaring gula dan peptida pendek pada sebagian besar dinding bakteri.
Pembelahan biner	Pembelahan satu sel menjadi dua sel yang sama besar.
FtsZ	Protein pembentuk cincin Z pada tempat sel membelah.

Bakteri berbentuk batang disebut…
- basil
- kokus
- spirilum
- vibrio
Di mana DNA bakteri berada?
- Di nukleoid
- Di dalam nukleus
- Di dinding sel
- Di flagelum
Zat apa yang terdapat pada dinding sel sebagian besar bakteri, tetapi tidak pada arkea?
- Peptidoglikan
- Selulosa
- Kitin
- Keratin
Protein mana yang membentuk cincin pada tempat bakteri membelah menjadi dua?
- FtsZ
- RuBisCO
- Hemoglobin
- Aktin dari otot
Urutkan tahap pembelahan biner.
Satu sel membelah setiap 20 menit. Berapa generasi dalam 3 jam?
Dimulai dari satu sel, berapa jumlah sel setelah 9 generasi tersebut?
Sianobakteri yang memecah filamen menjadi banyak sel baru sekaligus berkembang biak melalui…
- fragmentasi
- pertunasan
- pembelahan biner
- mitosis
Di mana arkea ditemukan?
- Hampir di mana-mana, termasuk mata air panas dan tempat sangat asam
- Hanya di usus manusia
- Hanya di laut dalam
- Hanya pada daun tumbuhan
Reproduksi prokariota selalu bersifat…
- aseksual
- seksual
- hanya melalui spora
- melalui meiosis

Sumber kursus ini (15)

OpenStax Microbiology 1.1 What Our Ancestors Knew (fermented drink from rice, honey and fruit in Neolithic China by 7000 BC, Saccharomyces cerevisiae in bread, Leeuwenhoek 1675 "animalcules" in rain water, Golden Age of Microbiology 1857 to 1914; openstax.org/books/microbiology/pages/1-1-what-our-ancestors-knew)
1.3 Types of Microorganisms (about 100 µm to see with the eye, animal cell about 10 µm, bacteria about 1 µm, viruses about 100 nm, three domains, coccus/bacillus/spirillum, archaea without peptidoglycan and in extreme places such as Morning Glory pool, protists, algae, diatoms 2 to 200 µm, protozoa with cilia, flagella or pseudopods, fungi with chitin walls, more than 1000 yeast species, molds and penicillin, helminths, prions about one-tenth of a virus; .../1-3-types-of-microorganisms)
3.1 Spontaneous Generation (Aristotle, van Helmont's mice recipe of 3 weeks, Redi 1668 with six jars, Needham 1745, Spallanzani, Pasteur 1858 gun-cotton filter, swan-neck flasks, Alhumbert Prize 1862, 1864 lecture; .../3-1-spontaneous-generation)
3.2 Foundations of Modern Cell Theory (Semmelweis 1847, 10 to 20 percent vs 1 percent, chlorinated lime; Snow; Pasteur 1856 fermentation; Lister 1867 carbolic acid; Koch's postulates; .../3-2-foundations-of-modern-cell-theory)
6.1 Viruses (acellular, obligate intracellular parasites, DNA or RNA never both, capsid, envelope, spikes, helical/polyhedral/complex, 20 nm to 900 nm, Ivanovski 1892 with the Chamberland filter of 1884, pore 0.1 µm, Beijerinck 1898 and virus = poison, Stanley 1935, host range, bacteriophages, FDA 2006 phage spray on lunch meats; .../6-1-viruses)
9.1 How Microbes Grow (binary fission, FtsZ Z ring, generation time, E. coli 20 minutes, human generation 25 years, M. tuberculosis 15 to 20 hours, M. leprae 14 days, 2^48 = 281,474,976,710,656 after 24 h at 30 minutes, Nn = N0 2^n, lag/log/stationary/death, budding, fragmentation, Epulopiscium; .../9-1-how-microbes-grow)
Royal Society: Philosophical Transactions 12:821-831, published 25 March 1677, Leeuwenhoek's Dutch letter of 9 October 1676 "concerning little animals" (doi.org/10.1098/rstl.1677.0003)
Royal Society archive EL/L1/22 (letter to Oldenburg dated at Delft, 18 pages, partial translation by Oldenburg)
Royal Society blog "Celebrating Leeuwenhoek", 2023 (first letter via de Graaf, Phil. Trans. 19 May 1673; 190 letters in fifty years; died 26 August 1723 aged 90)
N. Lane 2015, Phil. Trans. R. Soc. B 370:20140344 (upwards of 1,000,000 creatures in a drop of pepper-water; letter read aloud over several sessions)
Lens on Leeuwenhoek, letter L-040 (Oldenburg printed less than half; Hooke succeeded later in 1677)
CDC MMWR 53(34):783, 2004, 150th Anniversary of John Snow and the Pump Handle (31 August 1854, handle removed 8 September 1854, Vibrio cholerae isolated 1883; cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5334a1.htm)
CDC History of Smallpox and Smallpox timeline (Jenner 1796; 33rd World Health Assembly declared the world free of smallpox on 8 May 1980; cdc.gov/smallpox/about/history.html)
American Chemical Society, Discovery and Development of Penicillin landmark (Fleming 1928 at St Mary's Hospital London, paper June 1929, Florey and Chain at Oxford from 1939; acs.org/education/whatischemistry/landmarks/flemingpenicillin.html)
Fleming 1929, Br J Exp Pathol 10:226. Sender, Fuchs and Milo 2016, PLoS Biol 14:e1002533 (3.8 × 10^13 bacteria and 3.0 × 10^13 human cells in a 70 kg reference man, ratio about 1.3, bacteria about 0.2 kg).

Diperiksa: 2026-10-17