T hành t ế bào là lớp cấu trú c ngoài cùng, có độ rá n chác n h ấ t địn duy tr hlnh dạng t ế bào, ctí k h ả nâng bào vệ tế bào đổi vôi m ột sổ điéu kiện b ấ t lợi. Nông độ đường và muổi bên tro n g tế bào thường cao hơn bổ ngoài tế bào (áp su ấ t thẩm th ấu tư ong đương vôi du n g dịch glucozd 10-20%) do đd tế bào hấp th u khá nhiévj nưôc từ bên ngoài vào, nếu không cd th àn h tế bào vững chác th ì tế bào sẽ bị vỡ. Khi thực hiện quá trìn h CO nguyên stoh rói quan sá t dưôi à n h h iển vi tiêu bản tế bào vi khuẩn ta cd th ể n h ìn th áy lớp th àn h tế b à ã Q uan sá t dưới kính h iển vi điện tử càng thấy rỗ hTronngh lnhữ ng trư ờ n g họp sau đây ctí th ể không quan s á t thấy cd 3ự tổn tại của th àn h tế bào :
Thẻ nguyên sin h (protoplast). Sau khi dùng 1ÌZ0ZÌB1 để phá vỡ th àn h tố bào hoặc dùng pem xiiin để ức chế việc tổ n g hợp th àn h tế bào cđ th ể tạo ra những tế bào chỉ được bao bọc b ằng m àn g tế bào chất. Thường chỉ gặp ở vi khuẩn G \
Thể càu (tế bào tr á n , sphaeroplast). T hể nguyên sinh chỉ còn stít lại m ột phẩn của th àn h tế bào, th ư ờ n g chỉ gặp ở vi khuẩn G .
Vi k h u á n dạng L (L - form es hay L - phase variants). N ăm 1935 Viện nghiên cứu y học dự phòng L iste r ở Anh p h át hiện ra m ột dạng đột biến không ctí thành tế bào ở trư c khuẩn Streptobacillua m o nilifo rm is. T ế bào của chúng phlnh to lên và rấ t m án cảm với áp s u ấ t th ẩm th áu , trô n môi trư ờ n g đặc, khuẩn lạc nhỏ bé và cổ dạng Ốp lết. D ùng chữ L ở đây là lấy chữ đ ẩu của L ister In stitu te (Viện Lister). Nhiéu vi khuẩn cả G lẫn G~ đểu có th ể hình th à n h ra dạng L. Trước kia nhiều người đa nhẩm lẫn, xếp cả th ể nguyên sinh và th ể cẩu vào dạng L. H iện nay ta chi coi dạng L là chủng vi khuẩn th iế u th à n h tế bào được sin h ra do đột biến tro n g phòng thí nghiệm và cd th ể m ang tín h di truyôn ổn định.
M icoplatm a. Một d ạ n g vi khuẩn không cđ th àn h tế bào sinh ra tro n g quá trìn h tiến hđa lâu dài của tự nhiên (xem phôn sau).
Thể nguyên sin h và th ể cẩu cđ các đặc điểm chung là không cđ th àn h tố bào, tế bào trở nên cđ hình cầu, r ấ t m ẫn cảm với. áp su ấ t th ẩm th ấu , cđ th ể có tiên mao như ng không di động được, không m ẫn cảm với th ể thự c khuẩn (phage, bacteriophage), tế bào không p hân c á t được... Nếu trư ớ c khi hinh th àn h th ể nguyên sinh và th ể cáu đã cđ sự xâm n h ậ p củ a th ể thự c k h u ấn th l các th ể thực khuẩn này vản sinh sôi nảy
27
nở và làm phá vỡ tế bào. Cũng như vậy nếu đang hình th àn h bào tử trước khii sinh ra th ể nguyên sinh thỉ bào tử này vẫn được hình th àn h một cách bình thường.
Thành tế bào có các chức năng chủ yếu sau đây : - Duy trì ngoại hỉnh của tế bào
- Hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao
- Giúp tế bào đê kháng với các lực tác động từ bên ngoài (chảng hạn vi khuẩn G+ chịu được áp su ấ t thấm th ấu tới 15-20 atm , vi khuẩn G~ chịu được tới 5 - l<0atm).
- Cẩn th iết cho quá trìn h phân cắt bình thường của tế bào.
- Cản trở sự xâm nhập vào tế bào của một số chát có hại (chẳng hạn thàinh. tế bào vi khuẩn G có thê’ ngăn cản sự xâm nhập của các chất kháng sinh có khối lượng phân tử vượt quá 800).
- Có liên quan m ật th iết đến tính kháng nguyên, tính gây bệnh, chẳng hạm như khả năng sinh nội độc tố, tín h m ẫn cảm với th ể thực khuẩn...
Thành phẩn cấu tạo của th àn h tế bào ră t phức tạp Cấu trú c của th àn h tế toào vi khuẩn G+ và G r ấ t khác nhau. Cđ th ể nhác đến m ột sai khác chủ yếu như s a u vể tỉ lệ các th àn h phán của th àn h tế bào :
Tỉ lệ % đối với khổi lượng khô củ a
T hành phẩn th àn h tế bào vi khuẩn
G+ G"
Peptidoglican 30-95 5-20
Axit teicoic cao 0
Lipoit hấu như không cò 20
P rotein không cđ hoặc ít cao
Peptidoglican là loại polime xốp, không tan , khá cứng và bền vững, bao quamh tế bào như một m ạng lưới. Cấu trúc cơ bản của peptidoglican gổm cd 3 th àn h phổín : N - axetylglucozam in (N - ảcetylglucosam ine), axit N - axetylm uram ic và tetraip e p tit chứa cả L và D axit am in.
Để tạo th àn h m ạng lưới cứng, te tra p e p tit trẽ n mỗi chuỗi peptidoglican (P G ) liên kết chéo với các te tra p e p tit trê n chuỗi khác. Đổng thời các th àn h phẩn của lướií plhải được liên tục mở ra bởi các enzim autolizin để polime mới cđ th ể lấp thêm vào và tế bào ctí th ể sinh trưởng, phân cắt.
ở các vi khuẩn G~ lớp ngoài cùng của th àn h phẩn tế bào là 2 lớp lipopolisaiccairit cổ đan xen với các phân tử protein. Các protein này đã được chứng m inh là cd k h ả năng chống lại sự tấ n công của các vi khuẩn khác. T hành tế bào cho phép các cỉhểtt dinh dưỡng đi qua như ng lại cđ th ể ngăn cản sự xâm nhập của m ột số ch ất cid lhại đối với tế bào (thuốc nhuộm , một số ch ất kháng sinh, muối m ật, muổi kim ĩoại nậmg, m ột sổ enzim phân giải).
T hành tế bào vi khuẩn G+ ctí th ể bị phá hủy hoàn toàn để trở th à n h th ể nguy'ên sinh khi chịu tác động cùa ỉizozim (ctí chứa tro n g lòng trá n g trứ ng, nước m át, nurớc muối, đuôi của th ể thự c khuẩn...). T hành tế bào vi khuẩn G~ cđ sức đề kháng lớn hiơn với lizozim do đó bị phá hủy ít hơn với lizozim.
28
Ở vi khuẩn G+ ctí tới 50% trở lên khối lượng khô của th àn h tế bào là peptidoglican trong khi ở vi khuẩn G" tỉ lệ này chi khoảng 5-10% m à thôi. Hiện đã biết được tới 100 kiểu peptidoglican khác nhau được gọi là cấu tru n g gian (interbridge). Một số axit amin không bao giờ thấy có trong các cẩu tru n g gian chảng hạn như valin, lơxin, izolơxin, xixtein, m etionin, histidin, acginin, prolin, phenylalanin, tirozin.
A x it teicoic là m ột th àn h phần đậc trư n g của tế bào vi khuẩn G+. Chữ "teichoic"
là từ tiếng Hi Lạp "teichos" là th àn h , vách. Axit teicoic là polime của ribitol và glixerol photphat liên kết với PG hoặc m àng tế bào chất. Loại liên kết với m àng tế bào chất đirợc gọi là axit lipoteicoic. Do tích điện âm axit teicoic giúp cho việc vận chuyển các ion dương vào, ra tế bào và giúp tế bào dự trữ photphat. Ngoài ra axit teicoic còn liên quan đến kháng nguyên bề m ặt và tính gây bệnh của một số vi khuẩn G+. Chúng còn gọi là thụ th ể hấp phụ đặc biệt đối với một số th ể thực khuẩn.
Vi khuẩn G có th àn h tế bào với cấu trú c khá phức tạp. T rong cùng là một lớp PG mỏng. Cách m ột lớp không gian chu chất là tới lớp m àng ngoài. M àng ngoài cđ câu trú c gấn giống với m àng tế bào chất nhưng photpholipit hấu như chỉ gặp ở lớp trin g , còn lớp ngoài là lipopolisaccarit (LPS). LPS dày khoảng 8 -10nm và cấu tạo bởi 3 thành phẩn như sau :
- Lipit A : 2 phân tử N - axetylglucozamin, 5 chuỗi dài axit béo + Polisaccarit lõi :
Vùng lõi tro n g :
+ 3 phân tử KDO (ketodexyoctulosonic acid) + 3 phân tử Hep (L - glixerin - D - heptose)
Vùng lõi ngoài : Các phân tử hexozơ (bao gồm glucozamin, galactozd, glucozơ).
+ K háng nguyên o : P h ẩn polisaccarit vươn khỏi m àng vào môi trường, gổm các phân tử hexozd (bao gồm galactozơ, ramnozơ, mannozơ, abequozơ).
Phấn lipit A là nội độc tố của vi khuẩn, gây ra sốt, tiêu chảy, phá hủy hổng cấu và dẫn đến sốc (shock) nguy hiểm.
Kháng nguyên c quyết định nhiéu đặc tín h huyết th an h của các vi khuấn ctí chứa LFS và là vị trí gán (thụ thể) của th ể thực khuẩn.
Màng ngoài của vi khuẩn G’ còn có th ể cố m ột số loại protein, đó là :
- Protein cơ ch ất (m atrix protein) : Chẳng hạn porin ở vi khuẩn Escherichia coli.
Pcrin còn gọi là p rotein lỗ. Các protein này nằm xuyên suốt qua m àng ngoài và cho pháp đi qua chúng m ột số loại phân tử như đường (nhất là disaccarit), axit amin, dipeptit, trip ep tit, penixilin và các ion vô cơ.
- P rotein m àng ngoài (outer m em brane protein, OMP) : OMP là loại protein cd năng lực vận chuyển chuyên biệt m ột số phân tử khá lớn và đưa chúng đi qua m àng ngDài, như vitam in B 12, nucleotit, fericrom , enterokelin.
- Lipoprotein : R ất nhiểu chủng loại, chủ yếu là các lipoprotein cđ khối lượng phân tử 7200. Chúng có vai trò liên kết giữa lớp PG bên tro n g với lớp m àng ngoài.
- Lớp không gian chu ch ất : Lớp không gian chu chất không chỉ ở giữa lớp m àng ngỉài và lớp PG m ỏng ở th àn h tế bào vi khuẩn G~ m à còn cd ở giữa lớp th àn h tế bà) và lớp m àng tế bào chất của cả vi khuẩn G+ lẫn G~. Trong lớp này có nhiều loại, chàng hạn proteinaza, nucleaza, protein vận chuyển qua m àng, protein th ụ th ể (làm chS bám của thể thự c khuẩn)...
29
Trong quá trỉn h nhuộm Gram tế bào trước hết được xử lí với tím tin h th ể rối với iốt. Kết quả là ctí sự tạo th àn h phức chất tím tinh th ể - iổt bên tro n g tế bào. Khi vi khuẩn G” bị tẩy cổn, lipit của lớp m àng ngoài bị hòa ta n làm tá n g tính th ấ m của m àng dản đến sự rử a trôi phức ch ất tím tin h th ể - iốt và làm cho vi khuẩn m ấ t màu.
Khi nhuộm bổ sung chúng sẽ b át m àu với thuốc nhuộm này (màu đỏ vàng hay đỏ tía), ở vi khuẩn G+ cổn làm cho các lỗ trong PG co lại do đđ phức ch ất tím tin h th ể - iổt bị giữ lại tro n g tế bào.