DAI CUONG VI SINH VAT VI SINH ĐẠI HỌC Y DƯỢC

ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT
GS.TS. Nguyễn Thanh Bảo


ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT
 Giới sinh vật: Thực vật, động vật
• 1866
Ernest Hackel: Vi sinh vật = protista
– Protista thượng đẳng: tảo (trừ tảo lam lục), protozoa, nấm, mốc
– Protista hạ đẳng: vk + tảo lục lam

• 1969:
* Giới tiền hạch (procaryotes):
– VSV quang tổng hợp (tảo lam lục)
– Vk (kể cả Rickettsia, Chlamydia, Micoplasma)


ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT
* Giới protista:
•Protozoa (động vật đơn
bào)
•Algae
•Fungi (molds – yeasts)
•Slime Molds


ĐẠI CƯƠNG VI SINH VẬT


ĐẶT TÊN VI KHUẨN
• Dựa vào:

Hình dạng, nhuộm gram, cách xếp đặt nhu cầu O2 …  xếp
Bacteria thành từng nhóm hay chủng.
EX: Staphylococcus; hình cầu, gr+, xếp thành đám giống
hình chùm nho, mọc tốt khi có O2
• Mỗi species có thể có nhiều strains (dịng) khơng đặt tên,
nhưng có thể được đánh số
EX: E.coli 50


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
I. MÀNG TẾ BÀO
– Gồm Phospholipids và >200 loại protein khác nhau.
CHỨC NĂNG:
1. Khả năng thẩm thấu và vận chuyển:
Màng TBC tạo thành 1 hàng rào không ưa nước  không thể
thẩm thấu đv phần lớn phần tử ưa nước.
3 cơ chế vận chuyển qua màng:
a, vc thụ động
b, vc chủ động
c, Group translocation: chuyển vị nhóm


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
a, Vc thụ động: dựa vào sự khuếch tán (nồng độ chất hịa tan
bên ngồi>bên trong tb), khơng sd năng lượng

• KT đơn giản: 1 ít chất dd gồm O2 hịa tán, CO2 và nước.
• KT có hỗ trợ (facilitated diffusion): cũng khơng sd năng
lượng  vì vậy chất tan khơng bao giờ đạt nồng độ bên trong
tb lớn hơn bên ngoài. Kiểu KT này thường gặp ở Eukaryotic

microorganisms (vd: yeast), hiếm gặp ở Prokaryotes. Glycerol
là 1 trong số ít hợp chất đi vào prokaryotic cells bởi KT có hỗ
trợ.
• Channel proteins: tạo những kênh chọn lọc để các pt đặc biệt
đi qua


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
b, Vc chủ động: phụ thuộc nguồn năng lượng được sd
* Vc kết hợp – Ion (Ion – coupled transport):
P/tử đi qua màng là do khuynh độ Ion (Ion gradient) đã được
thiết lập trước đó như lực proton-motive hay sodium-motive
* VC ABC (ATP-binding cassette transport)
Cơ chế này sd ATP trực tiếp để vc chất tan vào tb
- VK gr(-): sự vc các chất nhờ specific binding proteins nằm ở
khoảng gian bào
- VK gr(+): binding proteins gắn ở mặt ngoài của tb
 Các proteins này vc các chất đã gắn  đến 1 phức hợp
protein-gắn ở màng. Sự thủy phân ATP được kích hoạt sau
đó, và năng lượng được sd để mở lỗ ở màng  chất di
chuyển 1 chiều vào trong tb.


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
c, Group translocation: chuyển vi nhóm
- Thực hiện việc đưa vào tb 1 số đường (glucose, mannose)
- Trong quá trình này, 1 carrier protein ở màng trước tiên được
phosphoryl hóa ở trong TBC, sau đó gắn với đường tự do ở
mặt ngoài màng và vc đường vào TBC, phóng thích đường
như là sugar-phosphate.

Hệ thống vc này được gọi là hệ thống phosphotransferase.


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
d, Special transport processes.
- Iron (Fe): là 1 chất dd cần thiết
• Ở đk kỵ khí, Fe ở dạng Oxyd hóa 2+ và tan được
• Ở đk hiếu khí, Fe ở dạng Oxyd hóa 3 + và không tan
 VK tiết siderophores – hợp chất kẹp Fe và xúc tiến sự vc
như 1 phức hợp hịa tan.
Một nhóm chính của siderophores gồm các dẫn xuất của
Hydroxamic acid, kẹp sắt rất mạnh.
Phức hợp iron – hydroxamate được vc vào tb nhờ tđ của nhóm
proteins nối màng ngồi – periplasm – màng trong. Fe được
phóng thích, và hydroxamate ra khỏi tb và được sd lại để vc
Fe


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
2. Electron Transport and oxidative phosphorylation.
Cytochromes và các Enzymes khác, và các thành phần của
chuỗi hơ hấp bao gồm 1 số dehydrogenases thì nằm trong
màng tb. Màng tb như vậy có chức năng giống màng ty
thể. Cơ chế sinh ATP được kết hợp với electron transport.


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
3. Sự bài tiết các Enzymes thủy phân ngoại bào và các
proteins có tính gây bệnh.
- Vk tiết các Enzymes thủy phân để thối hóa các polymers

thành các tiểu đv thấm được qua màng tb (tiết vào mt bên
ngoài hoặc vào khoảng gian bào)
- Các proteins có tính gây bệnh:
Vd: Elastase, phospholipase C, exotoxin A ở P.aeruginosa
IgA protease của N.gonorrhoeae
Cytotoxin của Helicobacter pylori


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
4. Chức năng sinh tổng hợp
- Màng tb là nơi của carrier lipids trên đó các tiểu đv của
vách tb được hợp thành, cũng là nơi của các Enzymes
sinh tổng hợp vách tb, tổng hợp phospholipids.
5. Chemotactic systems: hệ thống hóa ứng động
Attractants (chất hấp dẫn) và repellents (chất khước từ) gắn
với thụ thể chuyên biệt màng vk.
Có ít nhất 20 chemoreceptors khác nhau ở màng vk E.coli,
1 số trong đó cũng có chức năng như bước đầu tiên trong
quá trình vc.


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
II. VÁCH TẾ BÀO:
Áp suất nội thẩm thấu: 5-20 atm  vk không bị vỡ là nhờ
vách (lớp peptidoglycan = murein = mucopeptide)
Phần lớn vk chia làm gr(+) và gr(-) dựa vào pp nhuộm gram
(Hans Christian Gram)
• Vk gr(+): vẫn giữ màu của hợp chất crystal violet (màu
tím) và Iodine sau khi bị tẩy với alcohol hay Aceton, nên
sau khi nhuộm lại với Safranin (màu đỏ), vk vẫn ăn màu

tím.
• Vk gr(-): bị tẩy màu với Alcohol hay Aceton, nên sẽ ăn
màu đỏ của safranin.
Vách tb có khả năng thẩm thấu khơng chọn lọc, tuy nhiên
màng ngồi ở vk gr(-) khơng cho p/tử lớn đi qua


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
A. PEPTIDOGLYCAN
Tất cả các lớp peptidoglycan được nối (chữ thập) với nhau
 mỗi lớp là 1 p/tử lớn đơn.
Vk gr(+): khoảng 40 lớp  50% vật liệu vách tb.
Vk gr(-): 1-2 lớp  5-10% vật liệu vách tb.
Mỗi loại vk có hình dạng riêng là do cấu trức của vách


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
B. CÁC TP ĐẶC BIỆT CỦA VÁCH TB GR(+)
1. Teichoic acids và Teichuronic acids:
50% W khơ của vách và 10% W khơ của tồn tb.
* Teichoic acid: mang điện tích âm
- WTA (wall teichoic acid): nối với peptidoglycan
Membrane teichoic acid = lipoteichoic acid (LTA): nối với màng
glycolipid.
- Peptidoglycan + WTA + LTA  tạo mạng đa-anion
(polyanionic network = matrix) có chức năng co giãn, xốp, sức
căng và tính chất tĩnh điện của vỏ bao.
- Teichoic acids tạo nên những KN chính ở bề mặt:
S.Pneumoniae mang những quyết định KN (KN Forsman)
S.Pyogens LTA + 1p/tử protein M nhô ra ở màng tb 

microfibrils giúp vk bám vào tb ĐV


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
* Teichuronic acid:
Là những polymers tương tự, nhưng
các đv lập lại gồm sugar acids
(thay vì phosphoric acids)
Được tổng hợp thay teichoic acid khi
phosphate bị hạn chế.
2. Polysaccharides:
Gồm các tiểu đv là các loại đường: Neutral sugars (mannose,
arabinose, rhamnose và glucosamine) và acidic sugars
(glucuronic A và manuronic A)


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
C. CÁC TP ĐẶC BIỆT CỦA VÁCH TB GR(-)
1. Màng ngoài: cấu trúc 2 lá.
- Lá trong có tp giống màng tb.
- Lá ngồi: lps (Lipopolysaccharides)
• Khả năng màng ngồi:
+ Bản chất lipid  ngăn cản các chất không ưa nước, bảo vệ tb
khỏi các chất độc hại (muối mật)
+ Các kênh porin  khuếch tán thụ động những chất W nhỏ
(đường, AA và 1 số ions)
+ Các ft KS lớn  qua màng chậmgiải thích sự đề kháng KS.
Khả năng thấm của màng ngồi thay đổi: P.aeruginosa kháng
nhiều KS, khả năng thấm của P.aeruginosa < 100 lần so với
E.coli

CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
•Các protein chính ở màng ngoài:
Porin: + OmpC, D, F và PhoE (E.coli + S.typhimurium) là những
trimeric proteins xâm nhập cả 2 mặt màng ngoại  tạo những lỗ
đặc hiệu cho phép khuếch tán những chất tan ái nước qua màng.
+ Các porin ở các loại vk #  có giới hạn thaỉ trừ #
MW thay đổi từ 600 (E.coli + S.typhimurium) đến >3000
(P.aeruginosa)
LamB + Tsx:
LamB  khuêch tán xuyên màng của maltose + maltodextrins
Tsx  khuếch tán xuyên màng của Nucleosides và 1 số Aas
OmpA: Neo màng ngoài với lớp peptidoglycan.
Cũng là thụ thể của sexpilus (tiếp hợp vk qua trung gian F)
Proteins vc những p/tử đặc biệt: B12, iron-siderophore complex
Protein là enzymes: phospholipase, Proteinase


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
2. Lipopolysaccharides: LPS
- Là 1 complex glycolipid gồm:
+ lipid A: gắn vào lá ngoài của màng, neo LPS.
+ Lõi polysaccharides: gồm 2 đường: KDO
(Ketodeoxyoctanoic A) và heptose.
+ Chuỗi tận cùng = các đv lập lại = KNO (linear
trisaccharides/branched tetra-penta-)
Chuỗi Carbohydrate của KNO bao phủ bề mặt vk  ngăn
cản các chất không ưa nước
-LPS = nội độc tố của vk gr(-), rất độc, được phóng thích

khi vk bị li giải
-KNO: có tính sinh MD cao.


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
3. Lipoprotein:
-Nối (+) màng ngoài với các lớp
peptidoglycan
-Là protein nhiều nhất ở vk gr(-)
(700.000 pt/tb)
-Chức năng: ổn định màng ngoài
và nối màng ngoài với
peptidoglycan.


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
4. Periplasmic space:
-Nằm giữa màng trong và màng ngoài.
-Gồm: peptidoglycan + dd protein dạng gel: 20-40% thể tích tb.
Các periplasmic proteins:
+ Binding proteins  cho những chất chuyên biệt (AAs, sugars,
Vitamins, Ions)
+ Enzymes thủy giải: Alkaline phosphatase, 5’-nucleotidase 
phá vỡ những chất không thể chuyên chở thành những chất có
thể chuyên chỏ.
+ Enzymes kháng thuốc: -lactamase, Aminoglycoside –
phosphorylase.
+ Membrane – derived oligosaccharides: có vai trị điều hòa
thẩm thấu.

CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
D. ACID – FAST CELL WALL:
Vk lao và các mycobacteria khác, có vách chứa 1 lượng lớn
sáp (Mycolic Acids).
Vách tb: peptidoglycan và
+ 1 lớp đôi lipids khơng đối xứng ở ngồi, lá trong chứa
Mycolic A, lá ngoài chứa những lipids khác
+ Đây là 1 lớp đơi lipids có tổ chức cao trong đó proteins
đóng vào tạo những lỗ  các chất dd và 1 số thuốc có thể
đi qua chậm.
+ Cấu trúc kỵ nước này khiến vk kháng nhiều loại hóa chất
mạnh kể cả chất tẩy và Acid mạnh.
 Trong pp nhuộm Ziehl-Neelsen, vk không bị tẩy bởi HCl
như các vk khác  vk được gọi là acid-fast


CẤU TẠO TẾ BÀO VI KHUẨN
III. TẾ BÀO CHẤT
– Chất bán lỏng: 4/5 nước
+ 1/5 chất hòa tan hay lơ
lững trong nước
– Chứa
các
enzymes,
proteins,
carbohydrate,

lipid, ion vô cơ.
– Nơi thực hiện các phản
ứng hóa học, đồng hóa, dị
hóa