Sinh học phân tử tế bào

Antonie van Leeuwenhoek 1632-1723 1674 Quan sát động vật nguyên sinh Hình vi khuẩn vẽ bởi Leeuwenhoek Kính hiển vi của Leeuwenhoek II.. Hình mẩu vật nguyên sinh động vật chụp với: A Kính

Sinh học phân tử tế bào

(Molecular biology of the cell)

I Tế bào

• Cơ thể sinh vật được cấu tạo bởi những đơn vị cơ bản được gọi là tế bào

• Cơ thể con người được cấu tạo bởi khoảng 100.000 tỉ tế bào;

• có khoảng 30 tỉ tế bào trong não,

• ~ 20 tỉ tế bào hồng cầu trong máu

• ~ 220 loại tế bào chuyên hóa khác nhau

Kích thước tế bào

• Tế bào (tb) thường có kích thước 3-30µm Tb có kích thước lớn có thể nhìn bằng mắt thường, trứng đà điểu là tb lớn nhất đạt tới 17cm, hoặc tb tảo có thể đạt hàng chục cm.

Kích thước & trọng lượng thay đổi

• Tb vi khuẩn có kích thước từ 1-3µm

• Tb Mycoplasma laidlawii đường kính 0,1µm qua

kính vi điện tử bằng kích thước virus cúm và bé hơn virus bệnh đậu bò, bé hơn 10 lần tb vi khuẩn, 100 lần

tb mô đv có vú, 1000 lần amip Khối lượng nhẹ hơn

tb vi khuẩn hàng nghìn lần và amip hàng tỷ lần

Hình 8c (A) Hình dạng một số tế bào vi khuẩn (B) (Vi khuẩn cổ)

• Tb có kích thước nhỏ thuận tiện trao đổi chất với môi trường một cách nhanh chóng nhờ đó sinh trưởng và sinh sản nhanh hơn Khi đó các tế bào mới sẽ thay các tế bào già

•

Thứ 2, 1 tb chứa rất nhiều thành phần nhỏ bé như: ty thể, lạp thể, bộ máy golgi, lizosome, nhân

Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723)

1674 Quan sát động vật nguyên sinh

Hình vi khuẩn vẽ bởi Leeuwenhoek

Kính hiển vi của Leeuwenhoek

II KÍNH HiỂN VI

• Robert Hooke (1635 - 1703) mô tả tế bào dưới kính hiển

vi năm 1665

10Kính hiển vi của Leeuwenhoek

Nguyễn Lân Dũng

Khv kết hợp ánh sáng mẫu vật hoàn thành bởi vật kính

tương phản và bộ tụ quan làm thấy rõ cấu trúc tế bào

sống hơn

Hình mẩu vật nguyên sinh động vật chụp với: (A) Kính hiển vi tương

phản pha; (B) kính hiển vi nền đen; (C) kính hiển vi nền ánh sáng

thường (Michael et al 1965)

Khi sử dụng vật kính x100 chúng ta

phải thêm giọt dầu để đường đi ánh

sáng không bị thay đổi vì chiết xuất

của giọt dầu và lam kính bằng nhau

n = 1,52 (n của không khí =1)

Kính hiển vi điện tử truyền qua

(transmission electron microscopy,

TEM) là một thiết bị nghiên cứu vi cấu trúc vật rắn, sử dụng chùm điện

tử có năng lượng cao chiếu xuyên qua mẫu vật rắn mỏng và sử dụng các thấu kính từ để tạo ảnh với độ phóng đại lớn (có thể tới hàng triệu lần)

Vi rus chuyển DNA từ tb này sang tb khác (A) Hình chụp virus thực khuẩn T4 bằng kính hiển vi điện tử Đầu virus mang DNA; đuôi chứa bộ phận tiêm DNA vào vi khuẩn chủ (B) Mặt cắt ngang 1 vi khuẩn với

1 thực khuẩn T4 bám trên bề mặt vi khuẩn Vật đen

to bên trong vi khuẩn là đầu của virus mới đang

được thành lập Khi chúng trưởng thành vi khuẩn sẽ

vỡ ra phóng thích virus (G Carp, 1999)

Bao phấn & hạt phấn cây xa kê không hột và có hột dưới kính hiển vi điện tử SEM 1000

Kính hiển vi điện tử quét

(Scanning Electron

Microscope, SEM), là một

loại kính hiển vi điện tử có

thể tạo ra ảnh với độ phân

giải cao của bề mặt mẫu

vật bằng cách sử dụng một chùm điện tử (chùm các

electron) hẹp quét trên bề

mặt mẫu Việc tạo ảnh của

mẫu vật được thực hiện

thông qua việc ghi nhận và

phân tích các bức xạ phát

ra từ tương tác của chùm

điện tử với bề mặt mẫu

vật

20Thiết bị kính hiển vi điện tử quét

H Vi khuẩn khử đạm Pseudomonas stutzeri

qua kính hiển vi điện tử quét SEM JSM-5500

X9000 (Cao Ngoc Diep et al., 2008)

Các nhóm chánh vi sinh vật

Vi sinh vật sơ hạch (Procaryotes):

- Vi khuẩn thật (Eubacterium-Eubacteria)

Vi khuẩn (Bacteria),

Xạ khuẩn (Actinomycetes, actinobacterium, vi khuẩn sợi ),

Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) tự dưỡng có chất diệp lục a (o có lục lạp)

- Vi khuẩn nguyên thủy kích thước nhỏ trung gian virus và vi khuẩn

- Mycoplasma: không vách tb khuẩn lạc nhỏ 0.1-1 mm

- Rickettsia: ký sinh bắt buộc trong tế bào sinh vật chân hạch, có vách tb

- Chlamydia:

(Archae) -Vi khuẩn cổ (Archaebacteria) phân loại cũ

Dựa vào phân tích DNA nhân, không tạo nên bào tử

- Halophiles: vi sinh vật chịu đựng môi trường cực mặn

- Methanogens: vi sinh vật sinh methane

- Thermophiles: vi sinh vật chịu đưng môi trường cực nóng

(còn tiếp)

Phân biệt các nhóm chánh vi sinh

Phân biệt các nhóm chánh vi sinh

vật (tt)

Virus: acellular

Cây phả hệ (Phylogenetic tree) chỉ mối quan hệ giữ archaea và những dạnh sinh vật khác Sinh vật chân hạch (Eukaryotes) có màu đỏ, archaea xanh lá cây và vi

(C) Tứ cầu (Tetracocci) Tế bào phân chia ra theo 2 mặt phẳng và giữ dạng nhóm 4 tế

Hình Đặc điểm sắp xếp các vi khuẩn hình cầu với sơ

đồ minh họa kiểu nhân lên (A) Song cầu

(Diplococi) Tế

bào phân chia trên mặt phẳng

và giữ dính đôi; (B) Liên cầu

(Streptococi) tế

bào phân chia

ra trên 1 mặt phẳng và giữ dạng chuổi;

Tế bào song cầu khuẩn (Diplococcus)

Hình Các vi khuẩn hình que tiêu biểu

Lưu ý sự khác nhau về chiều dài và rộng

(A) Que dài:

Clostridium

sporogenes;

(B) Pseudomonas sp.; (C) Que ngắn: Bacillus

megaterium;

(D) Salmonella

typhosa

Vibrio: phẩy khuẩn Spirillum: xoắn khuẩn

LƯU Ý ĐỊNH DANH HÌNH THÁI + SINH

LY SINH HÓA

KHÔNG CHỈ DỰA VÀO SINH HỌC PHÂN TỬ TRÌNH TỰ NCBI

Saprospira nối dài thành hình sợi

Xạ khuẩn (Actinomyces): Là nhóm vi khuẩn thật

Eubacteria

Trước kia người ta xếp chúng vào nấm fungus

(actino: tia; myces : nấm)

sau phát hiện chúng có nhân sơ hạch

Actinomyces israelii (Wikipeia, 2011)

Sporangia of

Planomonospora alba.

Sporangia of

Streptosporangium nondiastaticum.

• Vi khuẩn lam (Cyanobacteria,

trước kia được xếp vào ngành tảo lam

Cyanophytae) là một ngành vi khuẩn

có khả năng quang hợp nhờ các sắc tố

không có lục lạp

Vi khuẩn lam (Nguyễn Lân Dũng et al., 2000)

Vi khuẩn nguyên thủy: Mycoplasma, Rickettsia,

Chlamidia

• Kính thước nhỏ trung gian giữa vi khuẩn và virus

• Kính thước Khuẩn lạc nhỏ 0,1-1,0 mm

H Rickettsia powazekii

H Coxiella

Chlamydia Vi khuẩn nhỏ, không di động hình cầu; G +;

0,2-1,5 µm ký sinh bắt buộc trong tế bào chân hạch

Fungi - Fungus

Yeast Thường được xem đồng nghĩa với Saccharomyces cerevisiae

Hai nhóm (phyla)khác nhau: the Ascomycota and the Basidiomycota.

Fungi - Fungus

Yeast Thường được xem đồng nghĩa với Saccharomyces cerevisiae

Hai nhóm (phyla)khác nhau: the Ascomycota and the Basidiomycota.

Fungi - Fungus

Yeast Thường được xem đồng nghĩa với Saccharomyces cerevisiae

Hai nhóm (phyla)khác nhau: the Ascomycota and the Basidiomycota.

Nấm mốc mold: Sợi nấm (hyphae) và Bào tử đính (conidia)

Nấm mốc mold: Sợi dạng

50

Hình 11 Hệ sợi nấm linh chi

trên môi trường PDA

Hình 12 Hệ sợi nấm linh chi

X400

Vách ngăn

Phân nhánh

52

Members of the Glomeromycota Nấm rễ (mycorrhiza) là loại nấm

cộng sinh giữa nấm và cây có mạch nhựa luyện either intracellularly

as in arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), or extracellularly as in

ectomycorrhizal fungi Quantrong They are an important component of soil life and soil chemistry

rễ bắp (X400) (a), (b): sợi nấm dạng chữ “H” và dạng vòng; (c): cấu

trúc dạng bụi; (d): cấu trúc dạng túi (Vương Văn Hậu et al 2012).

* Đặc điểm cấu trúc

* Đặc điểm bào tử vesicular–arbuscular mycorrhiza

Động vật nguyên sinh (Protozoan-Protozoa)

(Protozoa-tiếng Hy Lạp proto=đầu tiên và zoa=động vật)

- Những sinh vật xuất hiện sớm nhất trên hành tinh, là sinh vật đơn bào (nguyên

sinh vật-Protista) có khả năng chuyển động và dị dưỡng Chúng có phân bố ở

khắp nơi: đất, nước ngọt, nước mặn, trong cơ thể sinh vật khác

-Chỉ có một tế bào, nhưng có khả năng thực hiện đầy đủ các hoạt động sống

như một cơ thể đa bào hoàn chỉnh có kích thước 0.01 - 0.05mm và không phải

là động vật thực sự

- Có 7 tiểu nhóm

Ammonia tepida; Parasitic excavate (Giardia lamblia); Myxobolus spinacurvatura)

VI KHUẨN CỔ

– Pyrodictium abyssi,

được tìm thấy vào năm

1979 tại miệng núi lửa

sâu dưới đại dương Bên

Bào tử

Tế bào sinh dưỡng

Nội bào tử trong tế bào

Nội bào tử đã được phóng thích ra ngoài tế

• 4.2.2 Dòng D2

– Giống: Scenedesmus

– Họ: Scenedesmaceae – Bộ: Sphaeropleales – Lớp: Chlorophyceae – Ngành: Chlorophyta – Giới: Plantae

– Domain: Eukaryota

Đặc điểm:

Tảo dạng tập đoàn 2-4 hoặc 8 tế bào

Mỗi tập đoàn có 4 gai , mỗi tế bào có một hạch lạp

• Virus phải thấy được qua kính hiển vi điện tử

64Hình 12 Virus và (Albert et al., 2002)

• Pasteur (1822-1895)

68Sir Alexander Fleming

(1881-1955)

Micro-organismes du sol

• WINOGRADSKY:

– I solement des bactéries

nitrifiante du sols Nature

biologique de la nitrification

• BEIJERINCK:

– I solement des bactéries fixatrice

de l’azote et symbiotique des

légumineuse

Trần Phước Đường nhóm cán bộ Vi sinh

Trung Tâm Đạm Đại Học Cần Thơ

The history of molecular biology begins in the 1930s

James Dewey Watson (1928- )

an American molecular biologist, geneticist, and zoologist,

co-discoverer of the structure of DNA in 1953 with Francis Crick Watson, Crick,

Prof Em Marc Van Montagu