003-Ch3-CautrucTebao-24-9-06

SINH HỌC TẾ BÀO
I. ĐẠI CƯƠNG VỀ TẾ BÀO.
II. CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO
PROKARYOTAE : VI KHUẨN
III. CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO
EUKARYOTAE
IV. MÀNG TẾ BÀO.

I. ĐẠI CƯƠNG VỀ TẾ BÀO.
1. Học thuyết tế bào.
2. Những đặc tính chung của tế bào.
- Màng tế bào.
- Kích thước rất nhỏ bé.
- Phân vùng.
3. Tế bào Prokaryotae và Eukaryotae.
- Các tế bào Prokaryotae.
- Các tế bào Eukaryotae điển hình.

I. ĐẠI CƯƠNG VỀ TẾ BÀO
•
1. Học thuyết tế bào.
•
Năm 1655 ông R. Hooke dùng kính hiển vi
quan sát mảnh nút chai thấy có nhiều lỗ nhỏ
giống hình tổ ong gọi là tế bào (cell).
•
Học thuyết tế bào (cell theory) tức quan
niệm cho rằng tất cả các sinh vật được cấu
tạo từ các tế bào do hai nhà khoa học Đức,
nhà thực vật học J. Schleiden công bố vào

năm 1838 và nhà động vật học T. Schwann,
năm 1839. Lần đầu tiên hai ông cho rằng, tất
cả thực vật và động vật đều cấu tạo nên từ
nhiều nhóm tế bào và tế bào là đơn vò căn
bản của sinh giới.

1. Nhöõng quan saùt ñaàu tieân

•
Năm 1858, R.Virchov phát triển thêm
rằng tất cả các tế bào đều bắt nguồn từ
những tế bào sống trước nó (omnis
cellula ex cellula.
∀
•
         Tất cả các sinh vật đều cấu tạo từ
các tế bào và sản phẩm của chúng.
∀
•
         Các tế bào mới đưọc tạo ra từ sự
phân chia những tế bào trước đó.
•
Năm 1862, nhà bác học Pháp Louis
Pasteur đã tiến hành thí ngiệm rõ ràng,
chứng minh chắc chắn rằng sự sống
không tự ngẫu sinh.
•

•
Học thuyết tế bào hiện đại khẳng
đònh rằng tất cả các sinh vật đều
cấu tạo từ tế bào và các sản phẩm
của tế bào, những tế bào mới được
tạo nên từ sự phân chia của những
tế bào trước nó, có sự giống nhau
căn bản về thành phần hóa học và
các hoạt tính trao đổi chất giữa tất
cả các loại tế bào và hoạt động của
cơ thể là sự tích hợp hoạt tính của
các đơn vò tế bào độc lập.

2. Tế bào là sáng tạo có giá trò nhất
của sự tiến hoá
•
Trên thực tế, tất cả các sinh vật, kể cả con
người đều có cấu tạo tế bào và là sản phẩm
của sự tiến hóa từ tế bào đầu tiên. Tư duy
của bộ não người cũng là sản phẩm của 10
tỉ tế bào thần kinh. Không nghi ngờ gì nữa,
tế bào là một sáng tạo có giá trò nhất của
sự tiến hoá. Tuy nhiên, việc nghiên cứu tế
bào chưa được chú ý đúng mức và đúng tầm
quan trọng vốn có của nó.

Sự sống bắt đầu từ tế bào
•
- Tế bào nguyên thủy đầu tiên (LUCA) (the Last
Universal Cellular Ancester).

•
- Con người bắt đầu từ một tế bào :
•
Một tế bào hợp tử của người chứa 6.10
–12
g (6
phần nghìn tỉ gam) DNA là phân tử châùt di
truyền. Thật khó hình dung một khối vật chất
nhỏ như vậy lại chứa nổi một lượng thông tin
cực lớn : từ tế bào hợp tử trãi qua quá trình
phân chia tạo nên cơ thể con người (khoảng
10
14
tức trăm nghìn tỉ tế bào) có trí tuệ sáng
tạo, mà cuộc sống có thể kéo dài thậm chí cá
biệt đến hơn trăm tuổi.

Tế bào
trứng của
người (~
200
micrômét)
với các
tinh trùng
bao quanh

Sự đa dạng sinh giới là sản phẩm từ sự tiến
hóa của tế bào
•
a. Cây phát sinh chủng loài

•
b. Sự đa dạng các loại tế bào ngay trong từng cơ
thể đa bào : 200 loại
•
c. Sự đa dạng tế bào do sự cải biến của con người
•
– Chủng Penicillium chrysogenum hiện nay đạt 60g/l môi
trường, cao gấp 3 lần sinh khối.
•
– Chủng Corynebacterium glutamicum tạo glutamic acid
đạt 200g/l, cao hơn gấp 10 lần.
•
– Chủng Ashbya gosspii sinh ra riboflavin (vitamin B
2
)
hơn 20 g/l gấp 40.000 lần nhu cầu của nó.
•
– Pseudomonas denitrificans -vit. B
12
gấp 100.000 lần nhu
cầu của nó


Cây tiến hóa mô tả 3 siêu giới

Tế bào
gốc phôi
sinh sản
tạo
nhiều

dòng tế
bào biệt
hoá khác
nhau

3. Các phương pháp nghiên
cứu tế bào
•
Các tế bào rất nhỏ bé và phức tạp nên khó
nhìn thấy các cấu trúc bằng mắt thường,
khó phát hiện cấu tạo phân tử và việc hoạt
động chức năng của các thành phần tế bào
lại còn khó hơn. Người ta phải sử dụng
nhiều công cụ khác nhau để nghiên cứu tế
bào. Khoa học càng phát triển các phương
pháp nghiên cứu mới được bổ sung

a. Hiển vi (microscope).
•
Năm 1655, Robert Hooke đã phát minh ra kính
hiển vi quang học (photonic microscope) nhờ đó
quan sát được các tế bào. Các kính hiển vi thường
(quang học) được hoàn thiện dần đến nay có độ
phóng đại cỡ 2000 lần. Điều quan trọng đối với
kính hiển vi không phải số lần phóng đại mà cái
được gọi là giới hạn phân giải (resolution limit)
tức giới hạn nhỏ nhất mà người ta phân biệt
được hai điểm kề sát nhau không chập lại
thành một. Giới hạn này tuỳ thuộc bước sóng
ánh sáng, nên kính hiển vi thường chỉ phân biệt

được khoảng cách nhỏ nhất là 0.2 micromet.
•
Năm 1931, Ruska và các đồng nghiệp đã phát
minh ra kính hiển vi điện tử.


Loại kính hiển vi xuyên qua (transmission electron
microscope). Kính hiển vi điện tử quét

•
Các tế bào trong suốt, ở dạng còn sống khó phân
biệt các chi tiết cấu trúc nên để quan sát kỹ
nhiều khi phải nhuộm màu. Một số cấu trúc như
nhân tế bào có thể nhuộm màu nhanh. Một số
cấu trúc khác phải qua khâu đònh hình (fixation)
nhuộm tẩm các chất làm cứng như parafin rồi
cắt lát mỏng bằng máy vi phẫu (microtom) mới
quan sát được.
•
Nhiều cải tiến được thực hiện như kính hiển
vi lệch pha, kính hiển vi huỳnh quang
(fluorescent microscope. Kính hiển vi quang học
cũng được cải tiến để xác đònh được cấu trúc hình
khối.
•
Có thể dùng phương pháp tán xạ tia X để
theo dõi sự sắp xếp các nguyên tử trong các cấu
trúc.

b. Tách và nuôi tế bào

•
Nhiều thí nghiệm cần số lượng lớn tế bào một
loại nào đó. Các phương pháp tách và nuôi tế
bào được hoàn thiện và cải tiến.
•
Các tế bào tách riêng có thể được nuôi
trong hộp Pettri hay các bình chứa các môi
trường dinh dưỡng nhất đònh. Khi nuôi nhân
tạo có thể cho thêm chất để xem ảnh hưởng
đến sự sinh trưởng và phát triển.
c. Phân đoạn (fractionnement) các
thành phần của tế bào.
•
Các thành tựu khoa học đã cung cấp các
phương pháp tách riêng các bào quan và đại
phân tử sinh học để phân tích thành phần
sinh hóa và tìm hiểu vai trò trong tế bào.


Phương pháp siêu li tâm
(ultracentrifugation):
•
Máy li tâm để tách, rửa các tế bào. Nhưng để
tách các bào quan và các đại phân tử phải
dùng đến siêu li tâm (Ultracentrifugation).
•
Phải nghiền tế bào thành dòch đồng nhất
(homogenat). Tiếp theo, các thành phần khác
nhau phải được tách ra. Đầu những năm
1940, máy siêu li tâm phân tích (preparative

centrifugeur) tách các phần tử tế bào ở tốc
độ cao.
•
Phương pháp li tâm trên thang nồng độ
(gradient of density) của đường saccharose
hay clorid cesium được sử dụng.

•
Phương pháp li tâm trên thang nồng độ
(gradient of density) của đường
saccharose hay clorid cesium được sử
dụng.
•
Để đánh giá tốc độ lắng xuống đáy
(Sedimentation) của ống li tâm người
ta dùng hệ số lắng (coefficient of
sedimentation) hay S. Hệ số này được
tính bằng đơn vò Svedberg (S) và S = 1
cm x 10
-13
giây
•
Ví dụ: Hệ số lắng của Ribosome là
80 S, của rRNA là 28S của tRNA là 4 S,
của Hemoglobine là 4,5 S.

Phương pháp sắc kí
(chromatography):
∀
• Phương pháp sắc kí trên giấy. Mẫu phân

tích được đặt lên một đầu giấy thấm rồi phơi khô.
Sau đó nhúng đầu giấy có mẫu vào dung dòch có
hai chất dung môi khác nhau. Theo lực mao dẫn
chất lỏng thấm lên phía trên. Các thành phần
của mẫu cũng di chuyển lên phía trên theo độ hòa
tan tương đối của nó trong dung môi và chiếm vò
trí nhất đònh trên giấy.
•
Sắc kí trên bản mỏng cũng dựa theo nguyên tắc
trên chỉ khác là dùng bản mỏng là plastic hay
thủy tinh có phủ một lớp mỏng những chất hấp
thụ như cellulose hay gel silicate.

∀
• Phương pháp sắc kí trên cột như
mô tả hình 3.5. Mẫu được đặt phía trên
cột plastic hay thủy tinh có chứa chất
thấm nước như cellulose ngâm trong một
dung môi. Một số lớn dung môi được bơm
chậm qua cột và phía dưới thu lại. Các
thành phần khác nhau sẽ qua cột và có
thể thu được ở các đoạn khác nhau.
∀
• Sắc kí lỏng có độ hoàn chỉnh cao
(HPLC high performance liquid
chromatography) nó cho phép thực hiện sự
phân tích trong vài phút thay vì vài giờ
như phương pháp thông thường.