Bài giảng Vi sinh vật học: Bài 2

Bài 2: Tế bào vi khuẩn 2.1. Hình dạng và cách sắp xếp tế bào vi khuẩn 2.2. Cấu trúc tế bào vi khuẩn

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Kính hiển vi

- Công cụ phóng đại để nghiên cứu hình thái tế bào - Kính hiển vi quang học (nền sáng, đối pha, nền tối, huỳnh quang) có giới

hạn độ phân giải là 0,2m

- Kính hiển vi điện tử (quét, xuyên thấu) cho phép quan sát các cấu trúc nhỏ,

tinh vi hơn

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Ý nghĩa của kích thước nhỏ ở tế bào vi sinh vật

• Kích

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

thước nhỏ giúp tế bào vi sinh tăng vật trưởng hơn nhanh do tỷ lệ giữa bề mặt và dung tích tế bào lớn, cho phép trao đổi chất nhanh với chóng môi trường bên ngoài

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Cấu trúc màng tế bào

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

- Lớp phospholipid kép có vai trò ngăn cản sự qua lại không kiểm soát của vật chất - Nhóm glycerol ưa nước của lipid được sắp xếp ở mặt ngoài của màng trong khi các acid béo kỵ nước nằm bên trong màng - Lớp kỵ nước này ngăn cản sự chuyển dịch qua màng của các phân tử phân cực, tích điện - Các phân tử này chỉ được vận chuyển qua màng thông qua các protein xuyên qua màng. Tế bào điều hòa thành phần và hoạt động của các protein này để kiểm soát sự vận chuyển của phân tử vào và ra khỏi tế bào.

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Chức năng của màng tế bào chất

- Hàng rào ngăn cản sự khuếch tán

- Gắn protein vận chuyển, chuỗi truyền điện tử, protein hướng hóa

- Tham gia vào sự lưu trữ năng lượng cho tế bào

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Ba hệ thống vận chuyển cơ chất qua màng tế bào

- Hệ thống đơn giản: không làm thay đổi cấu trúc cơ chất - Hệ thống chuyển vị nhóm: làm thay đổi cấu trúc cơ chất - Hệ thống ABC (ATP-binding

cassette):

phức thành

hợp 3 phần

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Vận chuyển đơn giản

- Đơn chuyển: uniporter - Đồng chuyển: symporter - Đối chuyển: antiporter

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Đồng chuyển và đối chuyển vật chất qua màng

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Vận chuyển glucose vào bên trong tế bào theo phương thức chuyển vị nhóm

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Vận chuyển vật chất vào tế bào theo phương thức ABC

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Chức năng của protein tạo năng lượng ở màng tế bào chất: chuỗi truyền e-

- Nhận và cho điện e- để truyền e- đến chất nhận e- cuối cùng - Hình thành điện thế màng để tạo ATP

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Protein ở màng có vai trò trong sự chuyển động hướng hóa (chemotaxis)

Tạo bộ máy làm quay tiên mao giúp VSV chuyển động định hướng phụ thuộc vào nồng độ hóa chất trong môi trường

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Vách tế bào

• Bảo vệ tế bào khi có thay đổi mạnh về áp suất

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Phân biệt vi khuẩn Gram âm, Gram dương theo màng và vách tế bào

- Vi khuẩn Gram dương: 1 màng tế bào, vách có lớp peptidoglycan dày - Vi khuẩn Gram âm: 2 màng, vách có lớp peptidoglycan mỏng + Màng trong: màng tế bào chất + Màng ngoài: màng phospholipid kép chứa lipopolysaccharide và protein + Giữa mang trong và màng ngoài: vách pepttidoglycan và chu chất

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Cấu tạo vách tế bào vi khuẩn

- Peptidoglycan được cấu thành từ hai đơn phân là N- acetyl glucosamine, N-acetylmuramic acid - Các lớp đường đa phân này được nối bằng một đoạn amino acid ngắn

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Vách tế bào

- Archae không có peptidoglycan - Vách tế bào nhân thật: cellulose và

chitin

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Sự tổng hợp vách tế bào và sự phân bào - N-acetylglucosamine, N-acetylmuramic acid được tổng hợp trong

tế bào chất, được vận chuyển qua màng để tổng hợp vách

- Các pentapeptid ở các mạch glycan kế cận nhau được kết nối chéo

nhau bởi phản ứng transpeptidation - Phản ứng transpeptidation bị ức chế bởi penicillin

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Màng ngoài của vi khuẩn Gram âm

- Chứa lipopolysaccharide đặc trưng cho các chủng, gây độc đối

với động vật và người

- Có tính thấm cao hơn màng tế bào chất - Chứa các protein porin lỗ nhỏ cho các chất có phân tử lượng nhỏ

đi qua nhưng không cho phép các đại phân tử đi qua

- Các protein tiết của tế bào (enzyme thủy phân, các protein vận

chuyển, các thụ quan hóa học) được giữ lại trong vùng chu chất

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Tiên mao và đặc tính di động ở vi khuẩn

- Cấu trúc giúp vi khuẩn di động được gọi là tiêm mao

(flagellum) có cấu tạo đơn giản

- Flagellum được tạo thành bởi các protein flagellin tự kết hợp

với nhau theo cấu trúc bậc bốn

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Tiên mao và đặc tính di động ở vi khuẩn

- Động cơ của sự

chuyển động của tiên mao là các protein hiện diện trong vách và màng tế bào

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Tiên mao và đặc tính di động ở vi khuẩn

- Hai kiểu chuyển động của vi khuẩn: + Tiến hoặc lui theo đường thẳng: tùy thuộc vào hướng

quay thuận hay ngược chiều kim đồng hồ + Dừng và đổi hướng: bung chùm tiên mao - Sự di động có tính hướng hóa hoặc hướng quang phụ thuộc

vào các thụ quan ở vùng chu chất

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Cấu trúc có vai trò bám dính

- Cấu trúc bề mặt giúp vi khuẩn gắn vào bề mặt mô vật chủ

hoặc gắn vào virút là khuẩn mao (pili) và tua viền (fimbriae)

- Lớp S là một lớp protein kết tinh cho phép phân tử phân

cực nhỏ đi qua, giúp vi khuẩn gây bệnh chống lại hệ thống phòng vệ của tế bào chủ

- Glycolax là các polisaccharide ngoại bào giúp vi sinh vật gây bệnh gắn vào tế bào, mô chủ, hoặc giúp chống lại hệ thống bảo vệ của tế bào chủ

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Cấu trúc có vai trò dự trữ

•

Các cấu trúc có vai trò trữ các polymer của carbon (glycogen, poly- alkanoic acid) hoặc phosphate (polyphosphate)...

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Nội bào tử

- Được phân hóa từ tế bào

sinh dưỡng khi môi trường không thuận lợi

- Có tính bền nhiệt cao do

thành phần dipicolinic acid và ion calcium

- Có thể hưu miên trong vài

chục năm thậm chí đến vài nghìn năm

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Bộ gen của vi khuẩn

- Là một phân tử DNA dạng vòng gấp khúc và tự xoắn nằm trong tế bào chất (còn gọi là nhiễm sắc thể vi khuẩn hay nucleoid)

- Chiều dài 1mm nhưng gấp khúc để nằm trong tế bào có đường

kính 2 - 3m

- Không gian chật hẹp còn buộc DNA tạo nên cấu trúc siêu xoắn

(supercoil)

- DNA được chuyển đổi trong quần thể nhờ: giao nạp, tải nạp

và biến nạp

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Nhân và bào quan ở tế bào nhân thật

- Nhân - Ti thể - Lạp thể

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

So sánh tế bào prokaryote và eukaryote

- Cấu trúc quan trọng của tế bào prokaryote: màng tế bào chất, ribosome và bộ gen - Tế bào eukaryote to và phức tạp hơn nhiều: màng tế bào chất, ribosome, nhân tế bào chứa bộ gen là nhiễm sắc thể, ti thể, diệp lạp

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Đặc điểm tế bào prokaryote

- Tế bào không nhân, bộ gen DNA mạch vòng - Tế bào chất đơn giản chứa ribosome 70S, không có các bào quan khác - Vách tế bào cấu tạo bằng peptidoglycan hoặc pseudopeptidoglycan, quyết định tính Gram của tế bào - Tốc độ sinh tổng hợp DNA, RNA, protein, sinh trưởng và phân chia nhanh - Có thể nhân năng lượng từ ánh sáng, hợp chất vô cơ, hữu cơ - Sinh sản chủ yếu bằng cách phân đôi - Một số có khả năng tạo bào tử - Là dạng chiếm đa số trong sinh quyển, nhưng chưa được khám phá nhiều

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Đặc điểm tế bào eukaryote

- Tế bào to và phức tạp - Bộ gen mạch thẳng nhiều phân tử (NST) nằm trong nhân - Tế bào chất phức tạp chứa ribosome 80S, mạng lưới nội chất, ty thể, hệ Golgi, lysosome, lạp thể… - Vách tế bào chứa lipoprotein, cellulose hoặc chitin - Tốc độ sinh trưởng, phân chia chậm - Đa số sinh sản hữu tính có giao tử khác giới

Bùi Hồng Quân - buihongquan.com

Bài giảng Vi sinh vật học: Bài 2 - Bùi Hồng Quân