Thành tế bào (cellwall) giúp duy trì hình thấi của tế bào, hỗ trợ sự chuyển động của tiênmao (flagellum) , giúp tế bào đề kháng với áp suất thẩm thấu, hỗ trợquá trình phân cắt tế bào , cản trở sự xâm nhập của một số chất có phântử lớn, liên quan đến tính kháng nguyên , tính gây bệnh, tính mẫn cảmvới Thực khuẩn thể (bacteriophage). Năm 1884 H.Christian Gram đãnghĩ ra phương pháp nhuộm phân biệt để phân chia vi khuẩn thành 2 nhómkhác nhau : vi khuẩn Gram dương (G+) và vi khuẩn Gram âm (G-). Phươngpháp nhuộm Gram về sau được sử dụng rộng rãi khi định loại vi sinh vật.Thành phần hoá học của 2 nhóm này khác nhau chủ yếu như sau :
Gram dương
Gram âm
Thành phần
Tỷ lệ % đối với khối lượng
khô của thành tế bào
Peptidoglycan
30-95
5-20
Acid teicoic (Teichoic acid)
Cao
0
Lipid
Hầu như không có
20
Protein
Không có hoặc có ít
Cao
Màng sinh chất (plasma membrane); Màng ngoài (outer membrane); Chu chất (Periplasmic space) Peptidoglycan là loại polyme xốp, khá bền vững, cấu tạo bởi 3 thành phần: -N-Acetylglucosamin ( N-Acetylglucosamine, NAG) -Acid N-Acetylmuramic (N-Acetylmuramic acid, NAM) -Tetrapeptid chứa cả D- và L- acid aminThành tế bào vi khuẩn Gram dương Thành tế bào vi khuẩn Gram âm2- Màng sinh chất:
Màng sinhchất hay Màng tế bào chất (Cytoplasmic membrane, CM) ở vi khuẩn cũngtương tự như ở các sinh vật khác. Chúng cấu tạo bởi 2 lớp phospholipid(PL), chiếm 30-40% khối lượng của màng, và các protein (nằm trong,ngoài hay xen giữa màng), chiếm 60-70% khối lượng của màng. Đầuphosphat của PL tích điện, phân cực, ưa nước ; đuôi hydrocarbon khôngtích điện, không phân cực, kỵ nước. CM có các chức năng chủ yếu sau đây: - Khống chế sự qua lại của các chất dinh dưỡng, các sản phẩm trao đổi chất - Duy trì áp suất thẩm thấu bình thường trong tế bào. - Là nơi sinh tổng hợp các thành phần của thành tế bào và các polyme của bao nhày (capsule). - Là nơi tiến hành quá trình phosphoryl oxy hoá và quá trình phosphoryl quang hợp (ở vi khuẩn quang tự dưỡng) - Là nơi tổng hợp nhiều enzym, các protein của chuỗi hô hấp. - Cung cấp năng lượng cho sự hoạt động của tiên maoSinh viên điền chú thích theo hướng dẫn của giáo viên Cấu trúc của đầu và đuôi của phospholipid 2. Tế bào chất :
Tếbào chất (TBC-Cytoplasm) là phần vật chất dạng keo nằm bên trong màngsinh chất, chứa tới 80% là nước. Trong tế bào chất có protein, acidnucleic, hydrat carbon, lipid, các ion vô cơ và nhiều nhiều chất kháccó khối lượng phân tử thấp. Bào quan đáng lưu ý trong TBC là ribosom(ribosome). Ribosom nằm tự do trong tế bào chất và chiếm tới 70% trọnglượng khô của TBC. Ribosom gồm 2 tiểu phần (50S và 30S), hai tiểu phầnnày kết hợp với nhau tạo thành ribosom 70S. S là đơn vị Svedberg- đạilượng đo tốc độ lắng khi ly tâm cao tốc. Cấu trúc của ribosom vi khuẩnso với ribosom 80S ở các sinh vật nhân thật (nấm, thực vật, động vật)được trình bày trong bảng sau đây (Giáo viên giảng để sinh viên chúthích vào hình bằng tiếng Việt)Ribosom ở vi khuẩn So sánh Ribosom ở Vi khuẩn và ở các Sinh vật nhân thật (Eukaryotic ribosome)
Trongtế bào chất của vi khuẩn còn có thể gặp các chất dự trữ như các hạtglycogen, hạt PHB (Poly-ß-hydroxybutyrat), Cyanophycin, Phycocyanin,các hạt dị nhiễm sắc (metachromatic body), các giọt lưu huỳnh... Ở loài vi khuẩn diệt côn trùng Bacillus thuringiensis và Bacillus sphaericus còngặp tinh thể độc (parasoral body) hình quả trám, có bản chất proteinvà chứa những độc tố có thể giết hại trên 100 loài sâu hại (tinh thểđộc chỉ giải phóng độc tố trong môi trường kiềm do đó các vi khuẩn nàyhoàn toàn vô hại với người, gia súc, gia cầm, thuỷ hải sản- có hại đốivới tằm). Bacillus sphaericus có thể diệt cung quăng của các loài muỗi.Bào tử (spore) và Tinh thể độc (Crystal) ở Bacillus thuringiensis (trái) và Bacillus sphaericus (phải).3. Thể nhân:
Thểnhân ( Nuclear body) ở vi khuẩn là dạng nhân nguyên thuỷ, chưa có màngnhân nên không có hình dạng cố định, và vì vậy còn được gọi là vùngnhân. Khi nhuộm màu tế bào bằng thuốc nhuộm Feulgen có thể thấy thểnhân hiện màu tím. Đó là 1 nhiễm sắc thể (NST, chromosome) duy nhấtdạng vòng chứa 1 sợi ADN xoắn kép (ở Xạ khuẩn Streptomyces có thể gặp nhiễm sắc thể dạng thẳng). NST ở vi khuẩn Escherichia coli dài tới 1mm (!), có khối lượng phân tử là 3.109, chứa 4,6.106 cặp base nitơ. Thể nhân là bộ phận chứa đựng thông tin di truyền của vi khuẩn.* Thể nhân trong tế bào vi khuẩn Escherichia coli.
NgoàiNST, trong tế bào nhiều vi khuẩn còn gặp những ADN ngoài NST. Đó lànhững ADN xoắn kép có dạng vòng khép kín, có khả năng sao chép độc lập,chúng có tên là Plasmid.4. Bao nhầy:
Bao nhầy hay Giáp mạc (Capsule) gặp ở một số loài vi khuẩn với các mức độ khác nhau: -Bao nhầy mỏng ( Vi giáp mạc, Microcapssule) -Bao nhầy (Giáp mạc, Capsule) -Khối nhầy ( Zooglea) Muốn quan sát bao nhầy thường lên tiêu bản với mực tàu, bao nhày có màu trắng hiện lên trên nền tối. Thànhphần chủ yếu của bao nhầy là polysaccarid, ngoài ra cũng có polypeptidvà protein. Trong thành phần polysaccarid ngoài glucose còn cóglucozamin, ramnose, acid 2-keto-3-deoxygalacturonic, acid uronic, acidpyruvic, acid axetic... Ý nghĩa sinh học của bao nhầy là: -Bảo vệ vi khuẩn trong điều kiện khô hạn, bảo vệ vi khuẩn tránh bị thực bào (trường hợp Phế cầu khuẩn-Diplococcus pneumoniae) -Cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn khi thiếu thức ăn -Là nơi tích luỹ một số sản phẩm trao đổi chất (dextran, xantan...) -Giúp vi khuẩn bám vào giá thể ( trường hợp các vi khuẩn gây sâu răng như Streptococcus salivarrius, Streptococcus mutans...)Vi khuẩn Acetobacter xylinum cóbao nhầy cấu tạo bởi cellulose. Người ta dùng vi khuẩn này nuôi cấy trên nước dừa để chế tạo ra Thạch dừa (Nata de coco).dừa (Nata de coco) Vi khuẩn Leuconostoc mesenteroidescó bao nhầy dày chứa hợp chất polyme là Dextran có tác dụng thay huyếttương khi cấp cứu mà thiếu huyết tương. Sản phẩm này rất quan trọng khicó chiến tranh. Vi khuẩn này thường gặp ở các nhà máy đường và gây tổnthất đường trong các bể chứa nước ép mía. Nhờ enzym dextransuccrase màđường saccarose bị chuyển thành dextran và fructose. Vi khuẩn Leuconostoc mesenteroides
Một số bao nhầy của vi khuẩn còn được dùng để sản xuất Xantan (Xanthane) dùng làm chất phụ gia trong công nghiệp dầu mỏ. 5. Tiên mao và khuẩn mao :
Tiênmao (Lông roi, flagella) không phải có mặt ở mọi vi khuẩn, chúng quyếtđịnh khả năng và phương thức di động của vi khuẩn. Tiên mao là nhữngsợi lông dài, dưới kính hiển vi quang học chỉ có thể thấy rõ khi nhuộmtheo phương pháp riêng. Dưới kính hiển vi điện tử có thể thấy rất rõcấu trúc của từng sợi tiên mao. Để xác định xem vi khuẩn có tiên maohay không còn có cách thử gián tiếp nhằm biết khả năng di động củachúng. Cấy bằng que cấy nhọn đầu vào môi trường thạch đứng chứa 0.4%thạch (agar-agar), còn gọi là môi trường thạch mềm. Nếu thấy vết cấylan nhanh ra xung quanh thì chứng tỏ là vi khuẩn có tiên mao, có khảnăng di động. Tiên mao có thể gốc (basal body), gồm 1 trụ nhỏ được gắn với 4 đĩa tròn (vi khuẩn G -) có dạng vòng nhẫn (ring), ký hiệu là các vòng L,P,S và M. Vòng L nằmngoài cùng, tương ứng với lớp liposaccarid của màng ngoài ; vòng Ptương ứng với lớp peptidoglycan, vòng S tương ứng với lớp không gianchu chất ; vòng M nằm ở trong cùng. Vi khuẩn G+ chỉ có 2vòng : 1 vòng nằm ngoài tương ứng với thành tế bào và 1 vòng trongtương ứng với màng sinh chất. Xuyên giữa các vòng là 1 trụ nhỏ (rod) cóđường kính 7nm. Bao bọc tiên mao ở phần phía ngoài là một bao ngắn có hình móc (hook). Sợi tiên mao (filament) dài khoảng 10-20mmvà có đường kính khoảng 13-20nm. Đường kính của bao hình móc là 17nm.Khoảng cách giữa vòng S và vòng M là 3mm, giữa vòng P và vòng L là 9nm,giữa vòng P và vòng S là 12nm. Đường kính của các vòng là 22nm, đườngkính các lỗ ở các vòng là 10nm. Khoảng cách từ mặt ngoài của vòng L đếnmặt trong của vòng M là 27nm. Sợi tiên mao cấu tạo bởi loại protein cótên là flagellin, có trọng lượng phân tử là 30 000-60 000. Một số vikhuẩn có bao lông (sheath) bao bọc suốt chiều dài sợi, như ở trường hợpchi Bdellovibrio hay vi khuẩn tả Vibrio cholera.Tiên mao và khuẩn mao ở vi khuẩnTiên mao ở VK Gram dương Tiên mao ở VK Gram âmTiên mao ở vi khuẩn G + Tiên mao ở vi khuẩn G - Các tiểu phần(subunit) của flagellin được tổng hợp từ các hạt ribosom nằm gần màngsinh chấy tổng hợp nên và đi qua lõi mà tạo dần thành sợi tiên mao Tiên mao của vi khuẩn có các loại khác nhau tuỳ từng loài : -Không có tiên mao (vô mao, atrichia) -Có 1 tiên mao mọc ở cực ( đơn mao, monotricha) -Có 1 chùm tiên mao mọc ở cực ( chùm mao, lophotricha) -Có 2 chùm tiên mao mọc ở 2 cực ( song chùm mao, amphitricha) -Có nhiều tiên mao mọc khắp quanh tế bào (chu mao, peritricha) Có loại tiên mao mọc ở giữa tế bào như trường hợp vi khuẩn Selenomonas ruminantium. Các loại tiên mao ở vi khuẩn Kiểusắp xếp tiên mao liên quan đến hình thức di động của vi khuẩn. Tiên maomọc ở cực giúp vi khuẩn di động theo kiẻu tiến- lùi. Chúng đảo ngượchướng bằng cách đảo ngược hướng quay của tiên mao. Vi khuẩn chu mao diđộng theo hướng nào thì các tiên mao chuyển động theo hướng ngược lại.Khi tiên mao không tụ lại về một hướng thì vi khuẩn chuyển động theokiểu nhào lộn. Tốc độ di chuyển của vi khuẩn có tiên mao thường vàokhoảng 20-80µm/giây, nghĩa là trong 1 giây chuyển động được một khoảngcách lớn hơn gấp 20-80 lần so với chiều dài của cơ thể chúng. Các chi vi khuẩn thường có tiên mao là Vibrio, Spirillum, Pseudomonas, Escherichia, Shigella, Salmonella, Proteus... Ở các chi Clostridium, Bacterium,Bacillus, ...có loài có tiên mao có loài không. Ở cầu khuẩn chỉ có 1 chi (Planococcus) là có tiên mao Xoắnthể có một dạng tiên mao đặc biệt gọi là tiên mao chu chất (periplasmicflagella), hay còn gọi là sợi trục ( axial fibrils), xuất phát từ cựctế bào và quấn quang cơ thể. Chúng giúp xoắn thể chuyển động được nhờsự uốn vặn tế bào theo kiểu vặn nút chai.Xoắn thể (Spirochete) quan sát dưới kính hiển vi nền đen.
AF: Sợi trục PC: Ống nguyên sinh chất OS: Vỏ ngoài IP: Lỗ nối Cơ chế chuyển động uốn vặn tế bào ở Xoắn thể ( OS, AF, PC- xem chú thích ở hình trên). 6. Khuẩn mao và Khuẩn mao giới:
Khuẩnmao (hay Tiêm mao, Nhung mao , Fimbriae) là những sợi lông rất mảnh,rất ngắn mọc quanh bề mặt tế bào nhiều vi khuẩn Gram âm. Chúng có đườngkính khoảng 7-9nm, rỗng ruột (đường kính trong là 2-2,5nm), số lượngkhoảng 250-300 sợi/ vi khuẩn. Kết cấu của khuẩn mao giản đơn hơn nhiềuso với tiên mao. Chúng có tác dụng giúp vi khuẩn bám vào giá thể (nhiều vi khuẩn gây bệnh dùng khuẩn mao để bám chặt vào màng nhầy củađường hô hấp, đường tiêu hoá, đường tiết niệu của người và động vật). Khuẩn mao ở vi khuẩn E.coli Có một loại khuẩn mao đặt biệtgọi là Khuẩn mao giới (Sex pili, Sex pilus-số nhiều) có thể gặp ở mộtsố vi khuẩn với số lượng chỉ có 1-10/ vi khuẩn. Nó có cấu tạo giốngkhuẩn mao , đường kính khoảng 9-10nm nhưng có thể rất dài. Chúng có thểnối liền giữa hai vi khuẩn và làm cầu nối để chuyển vật chất di truyền(ADN) từ thể cho (donor) sang thể nhận (recipient). Quá trình này đượcgọi là quá trình giao phối (mating) hay tiếp hợp (conjugation). Một sốthực khuẩn thể (bacteriophage) bám vào các thụ thể (receptors) ở khuẩnmao giới và bắt đầu chu trình phát triển của chúng.
|
Mon Oct 25, 2010 4:34 pm
Tiêu đề: Tế bào__sinh dc
3. Thể nhân:
*
