Cấu trúc tế bào vi khuẩn, sự khác nhau giữa tế bào vi khuẩn và tế bào người

Cấu trúc tế bào vi khuẩn từ trong ra ngoài gồm:

Nhân (hay thể nhân)

-Vi khuẩn không có nhân điển hình, không có màng nhân (prokaryota)

-Cơ quan chứa thông tin di truyền là 1 NST độc nhất tồn tại trong nguyên sinh chất:

 +Là 1 phân tử ADN dài 1mm, khép kín, trọng lượng 2 tỷ dalton, chứa 3000 gen

 +Được bao bọc bởi protein kiềm. Lớp protein này không tồn tại khi vách bị phá hủy

 +Được sao chép theo kiểu bán bảo tồn dẫn đến phân bào

-Ngoài NST, 1 số vi khuẩn còn có di truyền ngoài NST đó là plasmid và transposon

Tế bào chất

-Chứa 80% nước, dưới dạng gel, bao gồm các chất tan: protein, peptid, acid amin, vitamin, ARN, ribosom, muối khoáng, 1 số nguyên tố hiếm

-Protein chiếm 50% trọng lượng khô, 90% năng lượng của vi khuẩn dùng để tổng hợp protein. Các enzym nội bào đặc hiệu với từng loại vi khuẩn

-Ribosom:

 +Thuộc loại 70S, gồm 2 tiểu phần 50S và 30S, mỗi tiểu phần gồm: protein và ARN ribosom.

 +Khi tổng hợp protein, các ribosom gắn với mARN và được gọi là polyribosom

 +Là nơi tác động của 1 số loại kháng sinh làm sai lạc sự tổng hợp protein như aminozid, chloramphenicol ...

-Hạt vùi: các không bào chứa lipid, glycogen, 1 số chất đặc trưng với 1

-So sánh với tế bào của eukaryota: vi khuẩn không có ty thể, lạp thể, lưới nội bào, cơ quan phân bào

Màng nguyên sinh

-Vị trí: bao quanh chất nguyên sinh, nằm trong vách

-Cấu trúc: là 1 lớp màng mỏng, tinh vi, chun giãn, gồm 60% protein, 40% lipid (chủ yếu là phospholipid). Chúng gồm 2 lớp tối (lớp phospho) bị tách biệt giữa 1 lớp sáng (lớp lipid). Nhiều thuộc tính của màng phụ thuộc vào phospholipid: là phần tử có 1 đầu ưa nước (có cực, mang điện tích) nằm ở phía ngoài và phía trong màng, đầu kỵ nước (không cực, không mang điện tích) nằm giữa. Nước tồn tại ở 2 phía của màng

-Chức năng:

 +Hấp thụ và đào thải chọn lọc các chất nhờ 2 cơ chế: khuếch tán thụ động và vận chuyển chủ động

 +Là nơi tổng hợp các enzym ngoại bào, các thành phần của vách

 +Là nơi tồn tại của hệ thống enzym hô hấp→thực hiện các quá trình năng lượng thay cho ty thể

 +Tham gia phân bào nhờ mạc thể

Vách

-Có ở mọi loại vi khuẩn trừ Mycoplasma.

-Vách có cấu trúc đặc biệt: đại phân tử glycoprotein nối với nhau thành mạng lưới phức tạp  bao bên ngoài màng nguyên sinh. Nó được tổng hợp liên tục, thành phần gồm đường amin và acid amin. Đường amin trùng hợp xen kẽ tạo thành các sợi dài của mỗi lớp. Các acid amin tạo thành các tetrapeptid làm cầu nối giữa các sợi

-Vách tế bào vi khuẩn Gram dương và Gram âm có những khác nhau:

 +Vách vi khuẩn Gram dương: gồm nhiều lớp peptidoglycan, ngoài lớp này, đa số còn có acid teichoic.

 +Vách vi khuẩn Gram âm: chỉ gồm 1 lớp peptidoglycan, mỏng hơn vách vi khuẩn Gram dương, nên dễ bị phá vỡ hơn. Ngoài lớp này, vách còn có các lớp: protein, lipid A và polysaccarid.

-Chức năng của vách:

 +Chức năng quan trọng nhất: bộ khung vững chắc duy trì hình dạng vi khuẩn

 +Quy định tính chất nhuộm Gram

 +Chứa đựng nội độc tố của vi khuẩn Gram âm

 +Quyết định tính chất KN thân

 +Là nơi tác động của nhóm kháng sinh β-lactam và lysozym

 +Là nơi mang receptor đặc hiệu cho phage

Vỏ

-Là một lớp nhầy, lỏng lẻo, sền sệt không rõ rệt bao quanh vi khuẩn. Chỉ có 1 số vi khuẩn và trong những điều kiện nhất định vỏ mới hình thành

-Bản chất hóa học:tùy loại vi khuẩn: polysaccarid (E.coli, phế cầu) hoặc polypeptid (dịch hạch, than)

-Chức năng: bảo vệ cho vi khuẩn dưới những điều kiện nhất định, chống thực bào

Lông

-Là cơ quan phụ, chỉ có ở 1 số vi khuẩn

-Cấu trúc: những protein dài và xoắn tạo thành từ các acid amin dạng D

-Vị trí: tùy loại vi khuẩn, 1 lông ở 1 đầu (tả), nhiều lông quanh thân (Samonella, E. coli), 1 chùm lông ở 1 đầu (H. pylori)

-Chức năng: là cơ quan di động, mất lông vi khuẩn không di động được

Pili

-Là cơ quan phụ, có nhiều ở vi khuẩn Gram âm

-Cấu trúc: giống như lông nhưng ngắn và mỏng hơn

-Chức năng:

 +Pili giới tính (pili F) chỉ có ở vi khuẩn đực, dùng để vận chuyển chất liệu di truyền sang vi khuẩn cái, mỗi vi khuẩn chỉ có 1 pili này

 +Pili chung: dùng để bám, mỗi vi khuẩn có thể có hàng trăm pili này

Nha bào:

-Nhiều loại vi khuẩn tạo nha bào khi điều kiện sống không thuận lợi, mỗi vi khuẩn chỉ tạo được 1 nha bào. Nha bào có sức đề kháng rất cao do thay đổi thành phần hóa học, mất nước, không thấm nước, không chuyển hóa. Khi điều kiện sống thuận lợi, nha bào lại nảy mầm để đưa vi khuẩn trở lại dạng sinh sản.

-Cấu trúc nha bào:

 +ADN và nguyên sinh chất nằm trong thể nguyên sinh, tỷ lệ nước thấp

 +Màng nha bào bên ngoài thể nguyên sinh

 +Vách bao ngoài màng

 +Lớp vỏ trong và ngoài

 +2 lớp áo ngoài và trong bao 2 lớp vách

Câu 7: Trình bày chuyển hóa, hô hấp, sinh sản và phát triển của vi khuẩn

Hô hấp của vi khuẩn

Hô hấp là quá trình trao đổi chất để tạo ra năng lượng cần thiết cho tổng hợp nên các chất mới của tế bào. Các loại hô hấp của vi khuẩn:

-Hô hấp hiếu khí (oxy hóa): dùng oxy của khí trờ để oxy hóa lại coenym khử

-Hô hấp kỵ khí: Các vi khuẩn kỵ khí tuyệt đối không thể sử dụng oxy tự do làm chất nhận điện tử cuối cùng, không thể phát triển được hoặc phát triển rất kém khi môi trường có oxy tự do vì oxy rất độc với chúng; không có cytocrom oxidase, không có toàn bộ / 1 phần của chuỗi cytocrom

-Hô hấp hiếu kỵ khí tùy ngộ: 1 số vi khuẩn hiếu khí có thể hô hấp theo kiểu lên men

Chuyển hóa của vi khuẩn

-Vi khuẩn rất nhỏ bé nhưng sinh sản phát triển nhanh nhờ hệ thống enzym phức tạp, riêng cho từng loại vi khuẩn.

-Chuyển hóa đường:

 +Đường vừa cung cấp năng lượng, vừa cung cấp nguyên liệu để cấu tạo

 +Chuyển hóa đường tuân theo quá trình phức tạp: từ polyozid đến ozid qua glucose rồi đến pyruvat, VD lactose→glucose→esteglucose-6-phosphoric→pyruvat.

 +Pyruvat đóng vai trò trung tâm trong quá trình chuyển hóa đường

-Chuyển hóa các chất đạm: quá trình phức tạp: albumin→proteose→pepton→polypeptid→acid amin

-Một số chất được hình thành ngoài các sản phẩm chuyển hóa và thành phần của bản thân vi khuẩn:

 +Độc tố: phần lớn vi khuẩn gây bệnh trong quá trình sinh sản và phát triển đã tổng hợp nên độc tố

 +Kháng sinh: có tác dụng ức chế hoặc tiêu diệt các vi khuẩn khác loại

 +Chất gây sốt: tan trong nước, khi tiêm cho người hay súc vật gây nên phản ứng sốt

 +Sắc tố: VD màu vàng của S. aureus, màu xanh của P. aureginosa

 +Vitamin: 1 số vi khuẩn của người và súc vật (nhất là E. coli) có khả năng tổng hợp được vitamin (C,K...)

Phát triển của vi khuẩn

-Vi khuẩn muốn phát triển đòi hỏi phải có môi trường và những điều kiện thích hợp.

-Trong môi trường lỏng:

 +Trong VSV y học, môi trường lỏng chỉ có giá trị khi nó chỉ chứa 1 clon thuần khiết

 +Trên đường biểu diễn sự phát triển (trục tung nửa logarit), có thể chia thành 4 giai đoạn liên tục là: thích ứng, tăng theo hàm số mũ, dừng tối đa và suy tàn

-Trong môi trường đặc:

 +Cấu tạo hóa học môi trường đặc giống môi trường lỏng, nhưng có thêm chất để cho rắn lại, thường dùng thạch

 +Nếu ria cấy vi khuẩn để vi khuẩn nọ đủ cách xa vi khuẩn kia, thì mỗi vi khuẩn sẽ hình thành 1 khuẩn lạc riêng rẽ. Mỗi khuẩn lạc là 1 clon thuần khiết

 +Các loại vi khuẩn khác nhau thì có khuẩn lạc khác nhau về kích thước, độ đục, nhất là hình dạng. Có 3 dạng chính:

           Dạng S: khuẩn lạc xám nhạt hoặc trong, bờ đều, mặt lồi đều và bóng

           Dạng M: khuẩn lạc đục, tròn lồi hơn dạng S, quánh và dính

           Dạng R: khuẩn lạc thường dẹt, bờ đều/nhăn nheo, mặt xù xì, khô, dễ tách thành mảng hay cả khối.

Sinh sản

-Vi khuẩn sinh sản theo kiểu song phân, từ 1 TB mẹ tách thành 2 TB con.

-Sự phân chia bắt đầu từ NST, sau đó màng sinh chất và vách tiến sâu vào, phân chia TB thành 2 phần, hình thành 2 TB con

-Thời gian phân bào thường là 20-30', riêng vi khuẩn lao khoảng 30h là 1 thế hệ