Struktur dan Fungsi Dinding Sel Bakteri

Bakteri adalah organisme prokariotik yang memiliki dinding sel yang tersusun dari peptidoglikan. Hal ini berbeda dengan tumbuhan yang dinding selnya tersusun dari selulosa, pektin, maupun lignin. Dinding sel bakteri memiliki struktur yang agak kaku yang terletak di luar membran sel. Peranan dinding sel tersebut adalah untuk mempertahankan bentuk sel dan mencegah sel mengalami lisis.

Komponen utama dari dinding sel bakteri adlah peptidoglikan atau disebut juga dengan murein. Peptidoglikan merupakan suatu polimer yang berukuran besar yang dihubungkan dengan ikatan kovalen. Peptidoglikan terdiri dari dua macam derivat polisakarida, yakni  N-acetylglucosamine dan  N-acetylmuramic acid serta asam amino seperti  L-alanine,  D-alanine,  dan D-glutamic acid. Pada polimer peptidoglikan molekul N-acetylglucosamine bergantian dengan molekul N-acetylmuramic acid yang saling berpaut silang membentuk glycan tetrapeptide (Gambar 1). glycan tetrapeptide ini melalui tetrapeptida, empat asam amino. Sebagian besar bakteri gram positif memiliki asam amino ketiga berupa lisin sedangkan sebagian besar bakteri negatif berupa asam diaminophimelat.

Gambar 1. Struktur peptidoglikan yang setiap unit mengalami repetisi membentuk glycan tetrapeptide.

Rantai panjang dari peptidoglikan ini disintesis secara berdampingan untuk membentuk suatu lembaran yang melingkupi suatu sel (Gambar paling atas). Rantai-rantai peptidoglikan tersebut dihubungkan secara menyilang oleh asam amino. Sementara ikatan glikosida menghubungkan gula di dalam untaian glikan secara kovalen (Gambar 2).

Gambar 2. Struktur peptidoglikan pada  Escherichia coli dan Staphylococcus aureus.

Pada dinding sel bakteri gram positif memiliki molekul tambahan berupa asam teikoat yang terdiri atas gliserol, fosfat, dan ribitol gula alkohol dalam bentuk polimer dengan panjang 30 unit. Polimer-polimer tersebut terkadang memanjang sampai keluar dari dinding sel dan kapsul (Gambar 3). Pada bakteri gram positif  memiliki lapisan peptidoglikan yang relatif tebal dengan ukuran 20-80 nm. Lapisan peptidoglikan tersebut menempel pada permukaan luar membran sel. Bakteri jenis ini tidak memiliki membran luar maupun ruang periplasmik. Sehingga dengan menggunakan pewarnaan gram (Hans Christian Gram), maka bakteri ini akan nampak berwarna ungu.

Gambar 3. (a) struktut asam teikoat; (b) ilustrasi dinding sel bakteri gram positif.

Adapun pada bakteri gram negatif memiliki struktur yang lebih kompleks dibandingkan dengan bakteri gram positif. Komposisi peptidoglikan sekitar 10-20% dan sisanya berupa polisakarida, protein, dan lipid. Dinding sel terdiri atas membran luar yang menyusun permukaan luar dinding dan berbatasan dengan ruang periplasmik yang sangat sempit (Gambar 4). Pada pewarnaan gram, bakteri ini tidak bisa mempertahankan warna kristal violet pada tahap dekolorisasi. Hal ini dikarenakan dinding selnya sangat tipis dan jumlah lipoprotein serta lipopolisakarida banyak pada dinding sel.

Gambar 4. Diagram dinding sel bakteri gram negatif.

Perbedaan antara bakteri gram positif dan negatif disajikan dalam Gambar 5 dan Tabel 1.