Kiến thức cơ bản về vi khuẩn

1.1. Khái niệm vi khuẩn
Vi sinh vật gồm có vi khuẩn và virus, nhưng vi khuẩn có không thiếu đặc thù của một vi sinh vật như năng lực tự tổng hợp chất dinh dưỡng để tăng trưởng và nhân lên

    

1.2. Hình thể, kích cỡ và cấu trúc vi khuẩn
Vi khuẩn là những sinh vật đơn bào, chúng có cấu trúc và hoạt động giải trí đơn thuần hơn nhiều so với những tế bào có màng nhân ( eucaryote ). Tuy nhiên có một vài cơ quan như vách tế bào hay công dụng di truyền và sự luân chuyển di truyền phức tạp không kém sinh vật tăng trưởng .
1.2.1. Hình thể và kích cỡ vi khuẩn
Mỗi loại vi khuẩn có hình dạng và kích cỡ nhất định, do vách của tế bào vi khuẩn quyết định hành động. Hình thể và size của vi khuẩn hoàn toàn có thể quan sát và xác lập được bằng chiêu thức nhuộm và quan sát bằng kính hiển vi. Để xác lập vi khuẩn, hình thể là một tiêu chuẩn rất quan trọng đóng vai trò xu thế, để định loại một vi khuẩn còn phải tích hợp với với những yếu tố khác như đặc thù sinh vật hóa học, kháng nguyên của vi khuẩn và năng lực gây bệnh ). Tuy nhiên trong một số ít trường hợp nhất định, dựa vào hình thể vi khuẩn tích hợp với lâm sàng người ta hoàn toàn có thể chẩn đoán xác lập bệnh .
Đơn vị đo size của vi khuẩn là micromet ( 1 µm = 1/1000 mm ). Kích thước và hình thể của những loại vi khuẩn khác nhau thì không giống nhau và hoàn toàn có thể còn phụ thuộc vào vào điều kiện kèm theo sống sót của chúng. Dựa vào hình thể, vi khuẩn được chia ra làm 3 loại lớn .
1.2.1. 1. Các cầu khuẩn :
Cầu khuẩn là những vi khuẩn có hình cầu, nhưng cũng hoàn toàn có thể là hình bầu dục hoặc ngọn nến, có đường kính trung bình khoảng chừng 1 µm. Cầu khuẩn được chia thành một số ít loại sau :
– Song cầu ( Diplococci ) là những cầu khuẩn đứng thành từng đôi như phế cầu ( Streptococcus pneunoniae ), lậu cầu ( Neisseria gonorrhoeae ) và não mô cầu ( Neisseria meningitidis – Meningococcus ). Nếu có nhiều đôi nối đuôi nhau chúng sẽ tạo thành chuỗi .
– Liên cầu ( Streptococci ) là những cầu khuẩn đứng thành chuỗi .
– Tụ cầu ( Staphylococci ) là những cầu khuẩn đứng thành từng đám như chùm nho như tụ cầu vàng .
1.2.1. 2. Trực khuẩn
Trực khuẩn là những vi khuẩn hình que, đầu tròn hay đầu vuông, kích cỡ thường gặp có chiều rộng khoảng chừng 1 µm, chiều dài khoảng chừng 2 – 5 µm ( những trực khuẩn không gây bệnh thường có kích cỡ lớn hơn ). Dựa trên đặc thù hoàn toàn có thể tạo nha bào và sống hiếu khí hay kị khí, hoàn toàn có thể chia trực khuẩn ra làm 3 loại :
– Bacteria : là những trực khuẩn không sinh nha bào, hầu hết trực khuẩn gây bệnh thuộc loại này như trực khuẩn đường ruột …
– Bactilli : là những trực khuẩn hiếu khí sinh nha bào như trực khuẩn than ( Bacillus anthracis ) .
– Clostridia : là những trực khuẩn kỵ khí sinh nha bào gây bệnh bằng ngoại độc tố như trực khuẩn uốn ván ( Clostridium tetani ), trực khuẩn gây bệnh ngộ độc thịt ( C. Botulinum ), trực khuẩn gây bệnh hoại thư ( C. perfringens ) .
1.2.1. 3. Xoắn khuẩn ( Spirochaetales )
Xoắn khuẩn là những vi khuẩn có hình sợi lượn sóng và di động, có chiều dài hoàn toàn có thể lên tới 30 µm. Có 3 giống vi khuẩn thuộc loại này gây bệnh quan trọng là Treponema ( xoắn khuẩn giang mai – Treponema pallidum ), Leptospira vàBorelia .
Ngoài những dạng nổi bật trên còn có những loại vi khuẩn có hình thể trung gian .
– Trung gian giữa cầu khuẩn và trực khuẩn là cầu – trực khuẩn, như vi khuẩn dịch hạch .
– Trung gian giữa trực khuẩn và xoắn khuẩn là phẩy khuẩn tả ( Vibrio cholerae ) .
1.2. Cấu trúc và tính năng của tế bào vi khuẩn
1.2.1. Nhân của vi khuẩn
Vi khuẩn không có nhân nổi bật vì không có màng nhân, nhưng có cơ quan chứa thông tin di truyền đó là nhiễm sắc thể ( chromosome ) sống sót trong nguyên sinh chất. Bản chất nhiễm sắc thể là ADN có chiều dài khoảng chừng 1 mm, khép kín, khối lượng 2 tỷ dalton ( 2 x 109 ) chứa khoảng chừng 3000 gen, được bảo phủ bới protein kiềm. Nhiễm sắc thể có hình cầu, hình que hay hình chữ V, sao chép theo kiểu bán bảo tồn dẫn đến sự phân bào. Tuy nhiên, sự phân bào còn nhờ vào vào sự phân loại màng sinh chất và vách tế bào .
Ngoài nhiễm sắc thể, một số ít vi khuẩn còn có yếu tố di truyền ngoài nhiễm sắc thể đó là những loại plasmid và transposon .
1.2.2. Chất nguyên sinh ( cytoplasma )
Chất nguyên sinh của vi khuẩn chứa những thành phần hòa tan như protein, peptid, acid amin, vitamin, ARN, ribosom, những muối khoáng, một số nguyên tố hiếm và sắc tố, ngoài những nó còn chứa những hạt vùi. Bản chất hạt vùi là những không bào chứa lipid, glycogen và một số ít chất có tính đặc trưng cao với 1 số ít loại vi khuẩn. Vì vậy, nó có ý nghĩa trong chẩn đoán như ở vi khuẩn bạch hầu có hạt vùi chứa polymetaphosphat .
Tuy nhiên nếu so với tế bào của vi sinh vật có nhân nổi bật ( eucaryote ), nguyên sinh chất của vi khuẩn không có ty lạp thể, lưới nội bào và cơ quan phân bào .
1.2.3. Màng nguyên sinh ( cytoplasma membrane )
Màng nguyên sinh là một lớp màng mỏng dính có tính đàn hồi, gồm có 60 % protein, 40 % lipid hầu hết là những phospholipid. Màng nguyên sinh thực thi một số ít công dụng quan trọng quyết định hành động sự sống sót của tế bào vi khuẩn như :
– Là nơi hấp thụ và đào thải tinh lọc những chất qua 2 chơ chế khuyếch tán bị dộng nhờ áp lực đè nén thẩm thấu với những chất có phân tử lượng thấp và luân chuyển dữ thế chủ động để triển khai với những chất có phân tử lượng cao .
– Là nơi tổng hợp những enzym ngoại bào để phân hủy những chất có có phân tử lượng quá lớn không hề luân chuyển qua màng thành những chất có phân tử lượng thấp hơn để dễ hấp thu .
– Là nơi tổng hợp những thành phần của vách tế bào .
– Là nơi sống sót của mạng lưới hệ thống enzym tế bào, triển khai những quy trình nguồn năng lượng đa phần của tế bào vì không có ty lạp thể .
– Tham gia vào quy trình phân bào nhờ những mạc thể ( mesosome ) vì là nơi gắn những nhiễm sắc thể, mạc thể thường gặp ở vi khuẩn gram ( + ) .
1.2.4. Vách ( cell wall )
Vách tế bào có ở mọi vi khuẩn trừ Mycoplasma .
1.2.4. 1. Cấu trúc của vách vi khuẩn

             Vách tế bào là bộ khung vững chắc bao bên ngoài màng sinh chất, được cấu tạo bới đại phân tử glycopeptid, được tổng hợp liên tục bao gồm đường amin và acid amin. Các acid amin khác nhau tùy từng vi khuẩn. Chính vì vậy, vách của các vi khuẩn Gr(+) và Gr(-) có những đặc điểm khác nhau.

1.2.4. 2. Chức năng của vách vi khuẩn
Chức năng quan trọng nhất của vách vi khuẩn là duy trì hình dạng vi khuẩn. Sự khác nhau về thành phần vách tế bào của những loại vi khuẩn khác nhau hoàn toàn có thể là nguyên do của đặc thù ưa những loại thuốc nhuộm khác nhau. Đối với vi khuẩn Gr ( + ) do vách của vi khuẩn dầy, nên phức tạp iod-gentian không hề thấm ra ngoài sau khi vi khuẩn đã bị tẩy bằng cồn, nên vi khuẩn Gr ( + ) vẫn giữ được mầu tím, còn vi khâẩn Gr ( – ) bị mất mầu này sau khi tẩy cồn .
Vách vi khuẩn quyết định hành động đặc thù kháng nguyên thân của vi khuẩn, là cơ sở để xác lập và phân loại vi khuẩn .
Vách tế bào là nơi ảnh hưởng tác động của nhóm kháng sinh beta lactam, đồng thời là nơi tác động ảnh hưởng của lysozym .
Ngoài ra, vách tế bào còn là nơi đảm nhiệm ( receptor ) đặc hiệu cho thực khuẩn thể ( bacteriophage ), có ý nghĩa quan trọng trong phân loại vi khuẩn .
1.2.5. Vỏ ( capsule )
Vỏ của vi khuẩn là một lớp nhầy lỏng lẻo, không rõ ràng bao quanh vi khuẩn, được quan sát bằng giải pháp nhuộm mực nho. Chỉ có một số ít loài vi khuẩn và trong những điều kiện kèm theo nhất định mới hình thành vỏ. Khuẩn lạc của những vi khuẩn có vỏ thường nhầy, ướt và sáng .
Vỏ của vi khuẩn đóng vai trò bảo vệ cho vi khuẩn trong những điều kiện kèm theo nhất định. Ngoài ra, vỏ của vi khuẩn còn có gữi được năng lực gây bệnh của vi khuẩn, ví như những chủng phế cầu không tổng hợp được vỏ đều không có năng lực gây bệnh vì chúng nhanh gọn bị thực bào bởi chính sách bảo vệ của khung hình .
1.2.6. Lông ( flagella )
Lông là những sợi protein dài và xoán tạo thành từ những acid amin dạng D. Lông là cơ quan di dộng trong môi trường tự nhiên thích hợp, nó chỉ có ở một số ít loại vi khuẩn nhất định. Vị trí lông của những vi khuẩn cũng có đặc thù khác nhau, là đặc thù để phân loại vi khuẩn ví dụ như phẩy khuẩn tả có lông ở một đầu, nhiều loại vi khuẩn khác có lông quanh thân như ( Salmonella, E.coli ), một vài vi khuẩn khác lại có một chùm lông ở đầu .
1.2.7. Pilli
Pili là cơ quan phụ của vi khuẩn như lông, nó hoàn toàn có thể mất đi nhưng không tác động ảnh hưởng tới sự sống sót của vi khuẩn .
Chức năng chính của pili là để bám vào những tế bào có màng nhân ( eucaryote ), năng lực gây bệnh của 1 số ít loại vi khuẩn cũng tương quan đến sự sống sót của pili, nếu vi khuẩn lậu mất pili sẽ không hề gây bệnh được .
1.2.8. Nha bào
Nhiều loại vi khuẩn có năng lực tạo nha bào khi điều kiện kèm theo sống của chúng không thuận tiện. Mỗi vi khuẩn chỉ tạo được một nha bào, khi điều kiện kèm theo sống thuận tiện, nha bào vi khuẩn lại nẩy mần để đưa vi khuẩn trở lại dạng sinh sản .
Nha bào hoàn toàn có thể sống sót lâu tới 150.000 năm, do ở dạng nha bào không có sự chuyển hóa và mất nước .
1.3. Sinh lý của vi khuẩn

Vi khuẩn là một sinh vật, nên chúng cũng có năng lực dinh dưỡng, hô hấp, chuyển hóa và sinh sản như những sinh vật khác
1.3.1. Dinh dưỡng của vi khuẩn
Trong quy trình sinh sản và tăng trưởng, vi khuẩn cần một lượng thức ăn bằng khối lượng khung hình chúng, vì vi khuẩn tăng trưởng nhanh. Trong tự nhiên hoàn toàn có thể có những vi khuẩn hoàn toàn có thể tổng hợp được mọi enzym từ một hợp chất carbon để hình thành chất chuyển hóa tham gia vào quy trình chuyển hóa. Tuy nhiên cũng có những vi khuẩn ( biến chủng ) chỉ tăng trưởng trong những môi trường tự nhiên có những chất thiết yếu gọi là yếu tố tăng trưởng. Ví dụ, Escherichia coli là một vi khuẩn đường ruột không cần yếu tố tăng trưởng ; ngược lại, Proteus vulgaris cũng là vi khuẩn đường ruột gần với E. Coli nhưng chỉ tăng trưởng trong môi trường tự nhiên có amid nicotinic vừa đủ .
Vi khuẩn là đơn bào, nên dinh dưỡng nhờ chính sách thẩm thấu của màng nguyên sinh chất. Mỗi loại vi khuẩn có tính thẩm thấu khác nhau. Vi khuẩn non có tính thảm tháu cáo hơn vi khuẩn già. Những thức ăn không hòa tan thì không thẩm thấu được, vi khuẩn phải dùng enzym của mình để làm tan thức ăn rồi mới hấp thu thẩm thấu được .
1.3.2. Hô hấp của vi khuẩn
Hô hấp là quy trình trao đổi chất, tạo nguồn năng lượng thiết yếu để tổng hợp nên những chất mới của tế bào. Các vi khuẩn gây bệnh lấy nguồn năng lượng từ một cơ chất carbon bằng cách oxy hóa .
Nhiều loại vi khuẩn dùng oxy của khí trời để oxy hóa lại coenzym khử, chúng là những vi khuẩn hiếu khí. Tuy nhiên 1 số ít loại vi khuẩn không hề sử dụng oxy tự do, nên chúng không hề tăng trưởng được hoặc kém tăng trưởng trong thiên nhiên và môi trường có oxy tự do. Những vi khuẩn này gọi là vi khuẩn kỵ khí tuyệt đối. Tuy nhiên, có 1 số ít loại vi khuẩn hiếu khí hoàn toàn có thể tăng trưởng được trong điều kiện kèm theo không có không khí – đó là những vi khuẩn hiếu khí, kị khí tùy ngộ, ví dụ trực khuẩn mủ xanh là vi khuẩn có hai năng lực hô hấp hiếu khí và kỵ khí .
1.3.3. Chuyển hóa của vi khuẩn
Vi khuẩn sinh sản và tăng trưởng được nhờ có mạng lưới hệ thống enzym. Mỗi loại vi khuẩn khác nhau có mạng lưới hệ thống enzym khác nhau. Bản chất của enzym là protein. Những enzym có khối lượng phân tử lớn dễ bị hủy hoại bởi nhiệt độ. Enzym của vi khuẩn được chia thành nhiều loại dựa theo đặc thù phản ứng như enzym thủy phân, oxy hóa, khử hydro, khử CO2, thêm CO2 … hoặc theo chất bị công dụng như enzym phân hủy protein, glucid, lipid, acid nucleic … hoặc dựa theo vị trí của enzym ở trong vi khuẩn hay ngoài vi khuẩn để chia ra enzym nội bào hay enzym ngoại bào. Enzym nội bào tham gia vào quy trình chuyển hóa trong khung hình của vi khuẩn. Enzym ngoại bào dùng để phân hủy những chất có phân tử lượng lớn thành những chất có phân tử nhỏ để dễ hấp thu .
Có một số ít chất được vi khuẩn hình thành trong quy trình chuyển hóa như nội độc tố, ngoại độc tố và chất kháng kháng sinh. Ngoại độc tố được vi khuẩn tiết ra ngoài tế bào là một protein tan được trong nước, độc tính của ngoại độc tố rất cao, chỉ cần 0,02 mg ngoại độc tố bạch hầu cũng gây chết người hoặc với độc tố uốn ván chỉ cần 0,00006 mg cũng gây chết người. Nội độc tố là chất độc của trực khuẩn gram âm. Tác dụng độc lực của nội độc tố không mạnh bằng ngoại độc tố, như nội độc tố thương hàn phải cần 400 mg mới gây chết người. Nội độc tố nằm trong vách của vi khuẩn, chỉ khi vi khuẩn bị phá vỡ nó mới được giải phóng .
1.3.4. Sự tăng trưởng của vi khuẩn
Vi khuẩn muốn tăng trưởng yên cầu phải có thiên nhiên và môi trường có đủ những yếu tố dinh dưỡng được gọi là thiên nhiên và môi trường dinh dưỡng hay thiên nhiên và môi trường cơ bản có pH từ 7,2 – 7,4. Môi trường canh thang là môi trường tự nhiên lỏng và thạch thường là môi trường tự nhiên canh thang cho thêm thạch để làm đặc lại .
Vi khuẩn chỉ tăng trưởng trong những điều kiện kèm theo thích hợp về nhiệt độ, hầu hết vi khuẩn gây bệnh có nhiệt độ tăng trưởng thích hợp là 37 oC, tuy nhiên chúng hoàn toàn có thể tăng trưởng ở nhiệt độ 20 oC – 42 oC, riêng biệt hoàn toàn có thể ở 4 oC. Ngoài ra, những vi khuẩn còn cần khí trường thích hợp để tăng trưởng như với vi khuẩn hiếu khí cần oxy, những vi khuẩn kỵ khí không cần oxy hoặc một số ít vi khuẩn cần có CO2 .
1.3.4. 1. Sự tăng trưởng của vi khuẩn trong môi trường tự nhiên lỏng
Trong nghiên cứu và điều tra hoặc chẩn đoán, môi trường tự nhiên lỏng chỉ có giá trị khi nó chứa một chủng vi khuẩn ( chỉ có một clon ) và như vậy ta có một canh khuẩn thuần khiết. Trong trong thực tiễn, hầu hết bệnh phẩm đều nhiễm nhiều loại vi khuẩn nên không hề cấy vào môi trường tự nhiên lỏng trừ 1 số ít ngoại lệ như máu bệnh nhân, dịch não tủy. Tuy nhiên, vẫn hoàn toàn có thể có tác dụng sai do nhiễm khuẩn từ ngoài vào trong quy trình lấy mẫu .
Để đo sự tăng trưởng của vi khuẩn trên thiên nhiên và môi trường lỏng thường đo độ đục của canh khuẩn để xác lập tỷ lệ quang học D. Đây là giải pháp nhanh và đúng chuẩn, vận dụng được từ 107 vi khuẩn trong 1 ml trở lên. D luôn tỷ suất với khối lượng vi khuẩn, nhưng không tỷ suất tuyệt đối với số lượng vi khuẩn .
1.3.4. 2. Sự phát của vi khuẩn trong thiên nhiên và môi trường đặc
Nhờ độ quánh của thiên nhiên và môi trường đặc, trong quy trình tăng trưởng, vi khuẩn nhanh gọn tạo thành khuẩn lạc có quan sát bằng mắt thường. Nếu ria cấy vi khuẩn trên môi trường tự nhiên đặc để vi khuẩn nọ đủ cách xa vi khuẩn kia, thì mỗi vi khuẩn sẽ tạo thành một khuẩn lạc riêng rẽ ( một clôn ). Dựa vào đặc thù cơ bản này để tạo được canh khuẩn thuần khiết, gồm những vi khuẩn cùng mang gen di truyền giống nhau ( trừ biến dị ) và đặc thù sinh lý giống nhau. Do vậy, môi trường tự nhiên đặc có rất nhiều ứng dụng trong phân lập những vi khuẩn gây bệnh với những loại thiên nhiên và môi trường như môi trường tự nhiên thạch thường, thạch sâu và môi trường tự nhiên tinh lọc .
1.3.5. Xác định đặc thù sinh vật hóa học của vi khuẩn

        Mỗi loại vi khuẩn có một quá trình chuyển hoá riêng, dựa vào tính chất sinh vật hoá học của chúng để xếp loại vi khuẩn.

Theo nhập môn công nghệ sinh học của
Nguyễn Hoàng Lộc

Source: https://suachuatulanh.edu.vn
Category : Sức Khỏe