Dinding sel bakteri adalah lapisan kaku di luar membran sitoplasma yang mempertahankan bentuk sel, menahan tekanan osmotik internal, dan memberikan perlindungan terhadap stres lingkungan. Komposisinya adalah penentu utama klasifikasi pewarnaan Gram.
Struktur Peptidoglikan
Peptidoglikan (murein) adalah polimer yang terdiri dari residu N-asetilglukosamin (NAG) dan N-asetilmuramat (NAM) yang berselang-seling yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik β-1,4. Rantai peptida pendek melekat pada residu NAM — pada E. coli, peptidanya adalah L-Ala-D-Glu-asam meso-diaminopimelat (mDAP)-D-Ala. Rantai peptida yang berdekatan diikat silang oleh enzim transpeptidase, menciptakan sakulus kuat mirip jaring yang mengelilingi sel.
Dinding Sel Gram-Positif
Dinding sel Gram-positif memiliki lapisan peptidoglikan tebal (20–80 nm, sekitar 20–40 lapisan) yang menahan kristal violet selama pewarnaan Gram. Asam teikoat, polimer gliserol atau ribitol fosfat, terikat secara kovalen pada peptidoglikan dan memanjang ke luar, mengikat ion Mg²⁺ dan mengatur aktivitas autolisin. Asam lipoteikoat adalah asam teikoat yang berlabuh di membran sitoplasma melalui glikolipid, berkontribusi pada muatan permukaan negatif. Protein permukaan meliputi adhesin, enzim, dan protein M pada Streptococcus pyogenes.
Dinding Sel Gram-Negatif
Dinding sel Gram-negatif memiliki lapisan peptidoglikan tipis (2–7 nm, 1–3 lapisan) yang terletak di ruang periplasma antara membran dalam dan membran luar. Membran luar adalah bilayer lipid asimetris dengan fosfolipid di daun dalam dan lipopolisakarida (LPS) di daun luar. LPS terdiri dari lipid A (endotoksin), polisakarida inti, dan O-antigen — lipid A bertanggung jawab atas toksisitas sepsis Gram-negatif. Porin adalah protein transmembran (misalnya OmpF, OmpC) yang membentuk saluran untuk difusi pasif molekul hidrofilik kecil. Lipoprotein Braun menghubungkan membran luar ke lapisan peptidoglikan, mempertahankan integritas struktural.
Dinding Sel Mikobakteri
Dinding sel mikobakteri sangat tebal dan berlilin karena asam mikolat (asam lemak α-alkil, β-hidroksi rantai panjang) yang terikat secara kovalen pada arabinogalaktan-peptidoglikan. Kompleks ini memberikan ketahanan terhadap asam dan alkohol (pewarnaan tahan asam), kekeringan, banyak antibiotik, dan mekanisme imun inang. Dinding sel mencapai hingga 60% dari berat kering spesies Mycobacterium.
Fungsi Dinding Sel
Dinding sel mempertahankan bentuk sel (kokus, basil, spirilum) melalui sakulus peptidoglikan yang kaku dan mencegah lisis osmotik dengan menahan tekanan internal 5–20 atmosfer. Ini memberikan perlindungan terhadap molekul toksik, lisozim, dan bakteriofag, serta berfungsi sebagai jangkar untuk struktur permukaan termasuk flagela, pili, dan sistem sekresi.
Relevansi Klinis
Antibiotik beta-laktam (penisilin, sefalosporin) menghambat pengikatan silang peptidoglikan dengan mengikat enzim transpeptidase (PBP). Lisozim, ditemukan dalam air mata dan air liur, memotong ikatan glikosidik β-1,4 pada peptidoglikan, menyebabkan lisis osmotik. LPS (endotoksin) dari bakteri Gram-negatif memicu respons inflamasi kuat dan syok septik.
