Bài giảng vi sinh vật học chương 5 pgs ts nguyễn đức hoàng

Chương 5: Tiến hóa đa dạng vi sinh vật Tiến hóa hệ thống học phân tử vi sinh vật Vi rút Vi khuẩn Vi khuẩn cổ Vi sinh vật nhận thật Tiến hóa hệ thống học phân tử vi sinh vật Trái đất hình thành dạng thức ban đầu sống - Sự hình thành trái đất: + 4,6 tỷ năm trước theo thuyết “big bang” + Xuất hồ lớn, đại dương khoảng 3,86 tỷ năm trước - Bằng chứng diện vi sinh vật: lớn sinh khối vi sinh vật dạng sợi (stromatolite) hóa thạch cổ - Đặc điểm hóa lý trái đất sơ khai: + Không có O2, H2O, CH4, CO2, N2, NH3, CO, H2, H2S, FeS, HCN + Treân 100C - Nguồn gốc sống: + Các chất hữu đơn chất hình thành phản ứng quang hóa + Các đại phân tử hình thành phản ứng loại phân tử nước bề mặt khô giá thể vô (FeS2, đất sét) + Các phân tử hữu bền, không bị ôxi hóa Tiến hóa mã di truyền tế bào nguyên thủy - Dạng sống sơ khai: RNA vài protein - Dạng sống RNA: + Giai đọan sớm dạng sống RNA: RNA có chức mã vài chức xúc tác cần thiết + Giai đọan tế bào RNA: RNA bao bọc túi lipoprotein + Giai đọan muộn dạng sống RNA: tính chuyên biệt xúc tác RNA không cao, yêu cầu tăng dần tính phức tạp cấu trúc tế bào hình thành áp lực chọn lọc protein làm xúc tác thay cho RNA - Dạng sống DNA: tiến hóa DNA có ưu điểm RNA + Sao mã DNA có độ xác cao RNA + DNA có tính bền cao đáp ứng nhu cầu dự trữ thông tin + Hình thành hệ thống thông tin nội bào: DNA  RNA  protein Biến dưỡng tế bào nguyên thủy - Tế bào nguyên thủy cần có phương thức đơn giản để thu nhận lượng - Hóa vô kỵ khí: + Dùng H2S FeS dồi bề mặt trái đất làm chất cho nhận điện tử + Ba enzyme hydrogenase, So reductase ATPase - Nguồn C: + Giả thuyết dị dưỡng C: sử dụng chất hữu dồi trái đất + Giả thuyết tự dưỡng C: Aquifex nằm gốc phát sinh loài, có gen nhỏ có khả tự dưỡng Tiến hóa phương thức biến dưỡng lượng - Phương thức hóa vô kỵ khí - Hình thành vòng porphyrin, cytochrome - Hô hấp kỵ khí (chất cho điện tử vô hữu cơ) - Hình thành chlorophyll phương thức quang không sinh ôxi (quang năng) - Phương thức quang sinh ôxi - Phương thức hóa hữu cơ, vô hiếu khí - Hình thành tầng O3 tiến hóa sinh vật cạn Ngaønh V: Planctomyces/Pirella - Planctomyces - Pirella Ngaønh VI: Bacteroides/Flavobacteria - Bacteroides - Cytophaga Ngaønh VII: Green sulfur bacteria - Chlorobium - Prosthechochloris - Chlorochromatium Ngaønh VIII: Spirochetes - Spirochaeta - Treponema - Cristispira - Leptospira - Borrelia Ngaønh IX: Deinococci - Deinococci - Thermus Ngaønh X: Green Nonsulfur bacteria - Chloroflexus - Thermomicrobium Ngaønh XI, XII, XIII: Hperthermophiles - Thermotoga - Thermodesulfobacterium - Aquifex Giới Vi khuẩn cổ (Archaea) Ba ngaønh: - Euryarchaeaota - Crenarchaeota - Korarchaeota Ngaønh Euryarcaeota - Archae ưa mặn cực đoan (Halobacterium, Haloferax, Natronobacterium) - Archae sinh methane (Methanobacterium, Methanococcus, Methanosarcinia) - Thermoplasmathales (Thermoplasma, Picrophilus) - Archae ưa nhiệt cực đoan Thermococcales (Thermococcus, Pyrococcus, Methanopyrus) Arcaeoglobales (Archeaoglobulus, Ferroglobus) Ngành Crenarcheaota - Archae ưa nhiệt vùng núi lửa cạn Sulfolobales Thermoproteales (Sulfolobus, Aidianus, Thermoproteus) - Archae ưa nhiệt vùng núi lửa đại dương Desulfurococcales (Pyrodictium, Pyrolobus, Staphylothermus) Giới Sinh vật nhân thật (Eukarya) Các ngành: - Thực vật - Động vật - Nấm sợi - Vi sinh vật Protozoa - Mastigophora (Trypanosoma) - Euglenoids (Euglena) - Sarcodina (Amoeba) - Ciliophora (Paramecium) - Apicomplexa (Plasmodium) Nấm sợi (Fungi) - Ascomycetes (Saccharomyces) - Basidiomycetes (Agaricus) - Zygomycetes (Mucor, Rhizopus) - Oomycetes (Allomyces) - Deuteromycetes (Penicillium, Aspergillus, Candida) Mốc nhày (Slime molds) - Dictyostelium - Physarum Taûo (Algae) - Chlamydomonas - Euglena - Gonyaulax ... tự rRNA dùng sinh thái học vi sinh vật để phân tích thành phần quần xã vi sinh vật mà không cần phân lập, nuôi cấy chủng vi sinh vật • Metagenome (đa gen) • Taxonomy (phân loại học) • Systematics... phát chuyên biệt vi sinh vật, gọi mẫu dò phát sinh loài - Kết hợp mẫu dò phát sinh loài phương pháp lai phân tử (lai in-situ, xác định trực tiếp chủng hay thành phần quần xã vi sinh vật diện mẫu... “big bang” + Xuất hồ lớn, đại dương khoảng 3,86 tỷ năm trước - Bằng chứng diện vi sinh vật: lớn sinh khối vi sinh vật dạng sợi (stromatolite) hóa thạch cổ - Đặc điểm hóa lý trái đất sơ khai: +