Vi sinh vật y học sách đào tạo bác sỹ đa khoa

Bộ Y tẻ xin chân th à n h cảm ơn các N hà giáo, các chuyên gia của trưòng đădànn :ihiều công sức hoàn thàỉứi cuốn sách này, cảm ơn ỊPGS.TS.. 118 Vi sinh vật trong tự nhiên và ký sinh ỏ n

Bộ Y TẾ

VI SINH VẬT Y HỌC

sAch ĐAO tạo BAC si đa khoa

Mã s ố : Đ.01.Y.07 Chủ bíồn: GS.TS LÊ HUY CHÍNH

(T ái bản làn th ứ nhất)

NHÀ XUẤT BẢN Y HỌC

HÀ NỘI-2013

G S T S Lê Huy Chinh

PGS.TS Đinh Hữu Dung

LỜI GIỚI THIỆU

Thực hiện m ột sô điều của L u ậ t Giáo dục, Bộ Giáo dục & Đào tạo và Bộ Y

tê đ i b an h à n h chương trin h k h u n g đào tạo BS đa khoa Bộ Y tê tổ chức biên soạr tà i liệu dạv - học các môn cơ sở, chuyên môn và cơ b ản chuyên n g à n h theo chvíơng trìn h tr ê n n h ằ m từ ng bước xây dựng bộ sách ch u ẩ n trong công tác đào tạo nhân lực y tế,

Sách Vi sinh vật y học đưỢc biên soạn d ự a trên chương trìn h giáo dục của Trường Đại học Y H à Nội trên cơ sở chương tr ìn h k h u n g đã được phê duyệt Sách được các n h à giáo giàu kinh nghiệm và tâm h u y ế t vối công tác đào tạo biên soạn th(*c phương châm: kiến thức cơ bản hệ thông, nội d u n g chính xác, khoa học; cập nhậ: các tiến bộ khoa học, kỹ th u ậ t hiện đại và thực tiễn Việt Nam

Sách vi sinh v ật y học đã được Hội đồng ch u y ên môn th ẩ m định sách và tùi liệu dạy • học chuyên n g àn h bác sĩ đa khoa của Bộ Y t ế th a m định vào năm

2006 Bộ Y tê b an h à n h là tài liệu dạy - học đ ạt c h u ẩ n chuyên môn của N gành Y

t ế trong giai đoạn 2006 - 2010 T rong quá tr ìn h sứ d ụ n g sách phải được chỉnh

lý, bổ sung và cặp nhật

Bộ Y tẻ xin chân th à n h cảm ơn các N hà giáo, các chuyên gia của trưòng đădànn :ihiều công sức hoàn thàỉứi cuốn sách này, cảm ơn ỊPGS.TS Hoàng Ngọc Hiến,

TS T rầ n V ăn Bình đ ã đọc, p h ả n biện đố cuôn oách được hoàn chỉnh kip thời

p hụ: vụ cho công tác đào lạo n h â n lực y tế

Lần đầu x u ất bản, chủng tôi mong n h ậ n đưỢc ý kiến đóng góp củ a đồng ngh:ệp, các bạn sinh viên và các độc giả đế lần x u ấ t b ản sau được hoàn th iện hơn

vụ KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO

BÔ Y T Ế

LỜI NÓI ĐẦU

Trường đại học Y Hà Nội đă xây dựng Chương tr in h đào tạo mối ■ đào tạo bác sĩ đ a khoa theo hưóng cộng đồng Chưdng t r ìn h này đă được Bộ Y t ế thông quíi C h ú n g tôi biên soạn cuốn “Vi sinh v ật Y học” n h ằ m phục vụ cho Chương

tr in h đó Sách được viết theo mục tiêu, n h ằm giúp cho người học n ắm b ắt những kiên thức cơ bản m ột cách dễ dàng hơn

C ùng với n h ữ n g tiến bộ vượt bậc củ a Vi sin h v ật học, tro n g thòi gian gần

đáy, Vi sin h Y học cũng đ ạt được n h ữ n g th à n h tự u to lớn; vì vậy, tro n g cuôVi Bài

g io n g Vi sin h Y học x u ấ t bàn lần này, chúng tôi đ ã cô' gắng chọn lọc nhữ n g nội

d u n g cd bản và mới của Vi sinh Y học hiện đại và thực tê Việt Nam

Cuốn sách n ày phục v ụ chủ yếu cho sinh viên các trường đại học Y Tuy vậy, ngoài nh ữ n g kiến thức cơ bản, cần th iế t cho m ột bác sĩ đa khoa; p h ầ n

ch u y ê n để các vi sinh v ật gây bệnh, nh ữ n g vi sin h v ật mới x u ấ t hiện, gây nên

n h ữ n g dịch bệnh tr ầ m trọng; th u h ú t sự q u an tâ m của cả t h ế giói (SARS, cúm gia cầm, Ebola ) cũng đã được đưa vào sách x u ấ t bản lần này Vì vậy, cuốn sách n ày cũng có th ế là tài liệu th am khảo có ích cho các cán bộ y t ế và học viên

sa u đại học, Cuốn sách gồm 3 p h ẩ n chính:

1 Đại cương Vi sinh Y học

2 Một số vi k h u ẩ n gây bệnh thường gập

3 Một sô v iru s gây bệnh thưòng gặp

Tuy vậv, cuôn sách này vân không tr á n h khói n h ủ n g th iêu sót Cuốn sách này đã được trư ờng Đại học Y Hà Nội và Bộ Y tê nghiệm th u , vì t h ế sách này dược d ù n g cho oác Trường đại học Y tro n g cả nước C húng tôi ch án th à n h mong

vù tr â n trọng cảm ờn các ý kiến đóng góp xây d ự n g cùa các b ạn đồng nghiệp và sinh viên

CHỦ BIÊN

GS TS Lẽ Huy Chính

C h ú n h i ệ m B ộ m ô n Vi s i n h v ậ t , T r ư ờ n g d ạ i h ọ c Y H à N ội

MỤC LỤC » Ậ

líời giới thiệu .3

l>òi nói đầu 5

P h ầ n 1: D ạ i c ư ơ n g v i s i n h y h ọ c 11

Đối tuợng nghiên cửu và lịch sử phát triể n củ a vi sin h v ậ t học (Lê Huy C h ín h ) 11

P h â n loại vi s in h v ậ t (Lê Huy C h ín h ) 21

I iìn h ihể, cấu trúc và sinh lý cùa vi k h u ẩn (Lê Huy C h ín h ) 25

Di truyền vi k h u ẩn (Nguyễn Thị Vinh) 36

Tiệt trìing Khứ trù n g (Nguvễn Thị Vii\h) 14

K h á n g sinh vối vi k h u ẩ n và sự kháng k h án g sin h (Nguyễn Thị Vinh) ÕO Đại cương v ừ u s (Lê Thị O a n h ) Õ8 Bacteriophage (Lé Hồng H inh) 77

Nhiễm trù n g và các yếu tô”độc lực của vi sm h v ậ t (Lê Huy C h ín h ) 81

Kháng nguyên vi sinh vật (Lê Huy Chinh) 88

Sự đề k h án g của cơ thê với Vi sinh vật gây bệnh (Lê H uy C h ín h ) 93

Các phán ửng kháng nguyên-kháng th ể sử dụng trong vi sinh y học (Đinh Hữu Dung) 102

Vacxin và huyết th a n h miễn dịch (Đinh Hữu D u n g ) 112

V acxin 112

H uvêt t h a n h miễn d ị c h 118

Vi sinh vật trong tự nhiên và ký sinh ỏ người các đưòng truyền bệnh (Bùi Khác H ậu ) ĩ 122

Nhiễm tr ù n g bện h viện (Bùi Khác H ậ u ) 127

P h ầ n II: C á c vi k h u ẩ n g â y b ệ n h t h ư ờ n g g ặ p 133

Tụ cầu (Lê Huy C h ín h ) 133

Liên cầu (Nguyễn Thị T u y ế n ) 142

P h ế cầu (Lê Huy C h ín h ) 148

Nào mô cầu (Lê Vàn P h ù n g ) 153

Lậu cẩu (Lê Thị O a n h ) 157

M oraxella c a ta rrh a lis (Nguyễn Vũ T ru n g ) 161

Họ vi k h u ẩ n đường ru ộ t (Đinh Hữu D u n g ) 165

Vibrio (Đinh H ữu D ung) 17()

H elirobacter pylori {Bùi Khắc H ậ u )

Cam pylobacter {Lê H uy C h ín h ) 1Ổ8 Trực k h u ẩ n bạch h ẩ u (Lê Huy C h ín h ) 191

Tộc M ycobacterieae (Lê Huy C h ín h ) 196

Trực k h u ẩ n l a o 197

Trực k h u ẩ n p h o n g 200

Các M ycobacterium không điển h ì n h 203

Actinomycetes {Lê H uy C h ín h ) 205

Legionella (Lẻ H uy C h ín h ) 206

Trực k h u ẩ n ho gà (Lê V ản Phùng) 208

H aem ophilus (Lê Vữn P h ủ n g ) 212

H aem ophilus i n f lu e n z a e 213

Họ P seudom onadaceae (Lê Vãn P h ù n g ) 218

Pseudom onas a e ru g in o s a 218

B urkholderia p seudom allei 221

Vi k h u ẩ n dịch hạch {Lê V ăn P h ủ n g ) 225

Trực k h u ẩ n t h a n (Bùi Khác H ậ u ) 231

Vi k h u ẩ n Brucella (Bùi Khắc H ậ u ) 235

L isteria monocytogenes (Lê H uy C h ín h ) 239

Một sô' vi k h u ẩ n kỵ k h í có nha bào gây bệnh (Bùi Khắc H ậu ) 241

Trực k h u ẩ n uốn v á n 242

Trực k h u ẩ n gây ngộ dộc t h ị t 245

Các vi k h u ẩ n gây hoại th ư sinh h ơ i 248

Các vi k h u ẩ n kỵ k h i không sinh n h a bào (Lê H uy C hính) 252

Một số xoắn k h u ẩ n gây b ệ n h 255

Xoán k h u ẩ n sốt hồi q u y 256

Xoàn k h u ẩ n giang m a i 257

L e p to s p ira 260

Borrelia b u r g d o rf e r i 263

Rickettsia, M ycoplasm a và Chlam ydia (Bùi Khắc H ậ u ) 265

R ic k e tts ia 266

Một số R ick ettsia thư ờ ng gặp 270

M y co p lasm a 273

C h la m y d i a 275

P h ẩ n III: C á c v i r u s g â y b ệ n h t h ư ờ n g g ặ p 283

Mvxovirus (Lê Thị O a n h ) 283

V irus c ú m 284

Virus cúm gia cầm (Lê H uy C h ín h ) 288

P aram vxovirus (Lè Thị O a n h ) 292

V irus quai b ị 294

Virus sở i 297

Virus hợp bào đưòng hô h ấ p 299

Virus á cú m 301

V irus Rubella (N guyền Vũ T ru n g ) 304

Các virus dưòng ru ộ t (Nguyền Thị T u y ến ) 308

Virus bại l i ệ t 310

Coxsackie v ir u s 314

ECHO v i r u s 316

R o ta v ir u s 318

Các virus viêm gan (Lê Thị O a n h ) 322

Virus viêm gan A 322

Virus viêm gan B 325

Virus gây viêm g a n c 329

Virus gâv viêm g a n D 330

Virus gày viêm g a n E 331

A rbovirus (Lê Hồng H inh) 333

Virus D en g u e 335

Virus viêm não N h ậ t B ả n 340

Virus dại (Lê Hồng H inh) 344

Một số vìrus gây sốt x u ất h uyết lây tru y ền từ dộng v ật có xương sống hoặc chưa rõ nguồn gôc (Lê Huy C h in h ) 349

H erp esv in d ae (Lê H uy C hính) 352

Vìrus gây Hội ch ứ n g suy giảm miễn dịch ở ngưòi - HIV (Lê Huy C h ín h ) 358

Các virus adeno (Lê Huy Chính) 374

Các virus gây ung bướu (Lé Huy C h í n h ) 378

V irus gày hội chứng Viêm đường hô h ấ p cấp - SARS (Lê H uy C h í n h ) 386

H u m an Papillom avirus (HPV ) 390

Tài liệu th a m khảo .395

10

P H Ầ N I

OẠI CƯƠNG VI SINH Y HỌC

CỦA VI SINH VÂT HOC

M Ụ C T IÊ U

L Trình bày được các kh á i niệm: vi sin h vật, vi sin h vột y học và đối tượng nghiên cứu.

2 Giải thích được những vấn đ ề nồi cộm hiện nay của Vi sinh v ộ ty học.

3 Trinh bầy các đặc điểm của vi sin h vật.

l DỐI T Ư Ợ N G N G H I Ê N c ứ u VÀ P H Â N M Ô N CỦ A VI S I N H VẬT HỌCNgoài th ê giới động v ật và thực v ậ t m ả loài ngưỏi đ ã biết từ k h á lâu, còn

có nh ữ n g ví s in h v ật nhỏ bé chỉ có th ể q u a n s á t b ằn g k ính hiển vi • đó là

nh ữ n g sinh v ật dơn báo (protist), bao gồm; vi k h u ẩ n , độ n g vật nguyên s in h và

ụi tiđrti (biiC'liriÌ2i piulu^ua, fungi) Tiưúc đảy vi ttiiih vột dã đưỢ c định iighĩu là

n h ữ n g sinh v ật bé nhỏ chỉ có th ể q u a n s á t b ằ n g k ín h h iển vi và theo đ ịn h

n g h ía này th ì các đơn bào đểu thuộc về vi s in h vật N h ư n g động v ật n g u y ên sinh và vi n ấm là n h ữ n g t ế bào có m àn g n h â n (eucaryote) và được g iản g dặy tro n g môn Ký sin h irùng

Vi k h u ấ n là n h ũ n g dơn bào k h ô n g có m à n g n h â n (procaryote) và cùng vòi

v iru s hợp th à n h môn Ví sin h vật học, tiế n g A n h gọi là M icrobiology (theo tiến g

Hy lạp, m ikro s là bé nhỏ và bios là sin h vật).

Ví k h u ẩ n có đầy đủ các đặc điểm củ a m ột sin h vật, n h ư n g v iru s th ì

không hoàn toàn

V irus k h ô n g có cã'u trú c t ế bào (dưỏi tê bào), genome chỉ chứ a m ột tro n g

hai loại aciđ nucleic, ký sin h b ắt buộc tro n g t ế bào cảm th ụ , sin h sản th eo cấp

số n h â n và di tr u y ề n được nòi giông: kích thưdc r ấ t bé (từ 10 nm đến 300 nm )

và chỉ n h ìn được dưới k ính h iển vi điện tử, vị t r í p h â n loại củ a v iru s ch ư a rõ

ráng; ch ú n g được nghiên cứu tro n g m ôn Vỉ s in h ưật học.

Prion, m ột loại m ầ m bệnh m ới đơn g iả n hơn virus (V iru s-like agcnts: Prions) Vào n h ữ n g n ủ m 90 của t h ế kỳ XX, m ột tác n h à n gây b ệ n h mới dã

được p h á t hiện là prion Prion là n h ữ n g p ro tein không b ìn h th ư ờ n g , nó để

k h á n g cao vâi n h iệ t độ và p h ầ n lổn các hóa c h ấ t s á t trù n g Prion x u ấ t h iệa trong các con bò điên (BSE) và gây la n tr u y ề n s a n g bò khác và gảy bện h cà cho ngưòi B ệnh C reu tzfeld t-Jak o b (CJD) ỏ ngưòi c ũ n g có các biểu h iệ n tư d n g tự

n h ư b ện h bò điên Đến 03-04-2005 t r ẽ n to à n cầu đ ả có 154 ngưòi bị b ệ n h này

và chỉ còn 5 người sông Prion khi x u ấ t h iệ n ở bò hoặc người đã kích th ích một

g ien tro n g t ế bào t h ầ n k in h sả n x u ấ t một p ro tein g ầ n n h ư prion làm cho nào

bị xốp và bị p h á huỷ, d ẫ n tối x u ất hiện tr iệ u ch ứ n g bệnh

R ickettsỉa , C h la m y d ia và M ycoplasm a là n h ữ n g vi k h u ẩ n ký s in h nội bào

b ắ t buộc (trưóc đây xếp loại ch ú n g vào nhóm vi sin h vật t r u n g g ia n giữ a vi

k h u ẩ n và virus)

R ickettsia là n h ữ n g vi sinh v ậ t bé hơn vi k h u ẩ n n h ư n g lởn h d n virus

C húng cũ n g ký s in h nội bào bắt buộc n h ư virus, n h ư n g c h ú n g có n h iề u đậc điểm cù a vi k h u ẩ n hdn (có cấu tr ú c tê bào, có h a i loại acid nucleic, n h ư n g

th iế u m ột sô” enzym hô h ấ p n â n g lượng), có th ể q u a n s á t dưới k in h h iể n vi

q u a n g học (kích thước t r u n g b ìn h 0,25 X 1 Jim)

Chỉamydia có những đặc diểm như Rickettsùi nhưng bé hơn (khoảng 150 nm),

là một tác n h â n gây bện h q u a n trọ n g (m ắt h ộ t và n h iễ m tr ù n g đường s in h dục tiế t niệu)

M ycopỉasm a chỉ k h ác R ickettsia là k h ô n g có vách, n ê n cù n g được xếp vào

các vi k h u ẩ n ký s in h nội bào b ắt buộc

Vi sinh yậí học lại bao gồm nhiều p h â n môn như; vi sinh vật th ổ nhưỡng, vi

sinh vật th ú y, vi sinh vật thực vật, vi sinh v ật công nghiệp và vi sinh v ậ t y học

Ví ninh vậ t y họr (tiếng Anh là M fídical M icrnbinlogy) là môn học chuyên

nghiên cứu về các vi s in h v ậ t gây ả n h hưởng tói sức kh ỏ e con người, về cả m ặ t

có lợi và có h ạ i cho sức khỏe Vi s in h v ặ t y học lại bao gồm các tiê u p h â n môn

như: vi k h u ẩ n học {Bacteriology), v iru s học (Virology), M ứ n dịch ch ố n g n h iễm

trù n g , d i tru yền vi sin h vật, vi sin h vật và m ồi trường, k h á n g sin h và hỏa trị liệu, h u yết th a n h học (Serology) v.v T ấ t cả các nội d u n g nàv, sin h viên sê

được n g h iê n cứu tro n g quá tr ìn h học tậ p ở tro n g v à sa u đại hoc, vâi các mức độ

k h á c n h au

2 MỘT SỐ ĐẬC Đ IỂ M CỦA VI S IN H VẬT

K ích thước n h ỏ bẽ:

Vi k h u ẩ n đo b à n g m icrom et (ịitn, 10^ mm) Các c ầu k h u ẩ n có đ ư ờng k ín h

tr u n g b ìn h là 1 um và trự c k h u ẩ n là 1 Jim X 5 fim Các v iru s bé hơn n h iề u và

đo bằn g n a n o m e t (nm, 10 ® mm) Do kích thưỏc n h ỏ bé n ê n diện tíc h bề m ậ t vi sin h v ậ t r ấ t ỉdn, ví d ụ nếu m ộ t lượng cầu k h u ẩ n có t h ể tích b ằ n g 1 cm^ th ì có diện tích bề m ậ t củ a c h ú n g b ằn g 6

C huyên hóa n h a n h và h ấ p thu nhiều:

Vi dụ, vi k h u ẩ n L a cto b a cilli tro n g m ột giò có th ể chuyển hóa m ột lượng

(iưùng lactose b à n g 1000 lầ n khôi lượng củ a ch in h nó T ín h c h ấ t n à y được ứng dụng trong vi s in h v ậ t công nghiệp và xử lý c h ấ t thải

S in h trư ở ng n h a n h và p h á t triển m ạ n h :

Các vi k h u ẩ n th ư ò n g 20-30 p h ú t p h â n ch ia một lần Từ một vi k h u ẩ n b an dầu, nuôi cấy ở n h iệ t độ và môi tru ò n g th íc h hỢp, sa u 24 giò có t h ể t h u được từ 10® đến 10® vi k h u ẩ n Đậc điểm này được ứ n g d ụ n g để s ả n x u ấ t các s in h khôi

và các ch ất do vi k h u ẩ n tạ o ra, n h ư vacxin, k h á n g sinh

N hiều c h ủ n g loại uà p h á n bô rộng:

T h ế giối động v ậ t bao gồm 1,5 triệ u loài, th ự c v ậ t có 0,5 triệ u loài, các vi

s in h v ậ t có k h o ả n g 0,1 tr iệ u loài Sự p h ă n b ố củ a c h ú n g k h ắ p mọi nơi tr ê n trá i

đ ất, diírli hiển sâ n hàngr in o o m và trp n ra o 85 km r ù n g ró các vi sinh vật

3 TÁC DỤNG CỦA VI S IN H VẬT

3.1 T á c d ụ n g c ó lợ i c ù a vi s i n h v ậ t

Khi nói đ ế n vi k h u ẩ n và uirus {trước đây gọi là vi t r ù n g và siêu vi trù n g

h a y siêu vi) th ỉ n h iề u người dễ nghĩ ng ay đây ỉà n h ữ n g m ầm b ệ n h nguy hiểm

N h ư n g thực sự, điều này chỉ đ ú n g m ột p h ẩ n Vì vi s in h v ật nói c h u n g là r ấ t

cá n th iết cho sự sông C h ú n g t a hảy điểm q u a một sô' tác d ụ n g tích cực c ủ a vi

s in h vật;

Hai chu t r ì n h carbon và nitđ có ý n g h ĩa q uyết đ ịn h cho sự sống củ a sin h

v ậ t tr ê n tr á i đ ất c ả hai chu tr ìn h này, vi s in h v ậ t đều đóng vai trò là m thối

r ữ a các động th ự c v ậ t - “ho àn vũ động thự c v ậ t”; và nhò vậy, các c h ấ t h ữ u cơ cửa sinh v ật được ho àn tr ả lại cho đ ất, c u n g cấp d in h dưdng cho th ự c v ậ t và tiế p đó là động v ậ t, để sự sống tiếp diễn k h ô n g ngừng

T ro n g đ ấ t còn cỏ m ột số vi sin h v ậ t có k h ả n ă n g cô' d ịn h d ạm vò cơ th à n h đạm h ữ u cơ v à m ột sô' vi sin h v ật có k h ả n ă n g q u a n g hỢp T ấ t cả các k h ả năng này đểu làm giầu d in h dưông cho đất.

T rê n da và tro n g các k h o an g củ a cơ th ể có k h á nhiều loại vi s in h v ậ t ký sinh C h ú n g tạ o nên với cơ th ê môi q u a n hệ sin h th á i và có tác d ụ n g chông lai các vi s in h v ậ t gây b ện h “xâm lược” Do các vi s in h v ật ký s in h đ ã chiêm đưọc các receptor t r ê n cơ th ể, làm cho các vi s in h v ậ t gây bện h không có chỗ bám để gây bệnh T ro n g sô” vi s in h v ậ t ký sinh, cũ n g có m ột só^ vi s in h v ậ t gây bện h cơ

hội E coli sống r ấ t n h iề u ở đại t r à n g có tá c d ụ n g p h á n h u ỳ th ứ c â n và sản

s in h r a s in h tô” cho cơ thể, n h ư n g càn g ngày vi k h u ẩ n này càn g được chứng

m inh là căn n g u y ên c ủ a n h iề u loại bện h tro n g v à ngoài đường tiê u hóa

Các vi k h u ẩ n đểu s in h r a các c h ấ t có tác d ụ n g k h á n g k h u ẩ n đế làm vù

k h í đàu t r a n h sin h tồn M ột sô” n h ũ n g c h ấ t này đ à được d ù n g làm th u ố c k h án g

s in h điểu tr ị chông n h iễ m k h u a n Một sô" n ấm và tảo cũ n g có k h ả n ả n g nàv Ngày nay, bên c ạ n h các k h án g s in h có nguồn gốc t ừ các vi s in h v ật, còn có nhiều k h á n g sin h tố n g hợp và bán tổng hợp

Các vi s in h v ậ t được dùng làm n g u y ên liệu để s ả n x u ấ t vacxin và h uyết

t h a n h m iễn dịch là n h ữ n g sả n p h ẩm sin h học r ấ t q u a n trọ n g được d ù n g trong phòng và điểu t r ị các b ệ n h n h iễ m vi sin h vật

Từ cổ xưa, k h i con người chưa biết về vi s in h vật, n h ư n g họ đ ã biết muôi

cà, tưong, mám, dưa, rượu, bia, m en b á n h mì, nem chua G ần n h ư t ấ t cả các

s ả n p h ẩm n ày đều c ầ n có quá tr ìn h lên m en củ a vi s in h vật

Công ng h ệ s in h học đ ã và sẽ đ ư a lại cho con người n h iề u lợi ích và là một cuộc cách m ạ n g khoa học kỹ t h u ậ t râ"t lớn được th ê giới đ ặ t r a cho th è kỳ XXI

Vi sin h v ậ t là m ột công cụ được sử d ụ n g n h iề u tro n g công ng h ệ s in h học

Vi s in h v ậ t cũ n g là mô h ìn h để n g h iê n cứu vể di tru y ề n p h â n tử, về hóa

s m h học Vi VI s m h v ậ t có số iượng gen ít, p h á t Iriể n n h a n h va k íc h thước rấ i nhỏ bé, nên dễ d à n g cho sự n ghiên cửu và thự c nghiệm

3.2 T á c d ụ n g c ó h ạ i c ù a v i s i n h v ậ t

Tuy vi sin h v ậ t nói c h u n g có r ấ t n h iề u tác đ ụ n g c6 lợi n h ư n g vi v in h vật

y học th ì m ậ t được q u a n tâ m n h iề u n h ấ t lại là tác d ụ n g có hại Vi s in h v ật là

c ă n nguyên c ủ a các b ệ n h nhiễm trù n g , gây ô n h iễ m môi trư ò n g (đất, nưóc, không khí), h u ỷ hoại các th ứ c ả n và các s ả n p h ẩ m s in h học cần b ả o q u ản Các nội d u n g n g h iê n c ú u k h ác c ủ a vi sin h v ậ t y học c ũ n g n h ằ m m ục đích cuôi cùng

là chông lại các vi sin h v ậ t gây bệnh, n h à m giảm tỷ lệ mắc và tỳ lệ c h ế t do

ch ú n g găy ra

Lợi d ụ n g k h ả n ả n g gây bện h củ a vi s in h v ật, m ộ t số nưóc đ ã n g h iê n cứu, thậiit chí sử d ụ n g c h iế n t r a n h vi s in h v ật N h iều báo chí đ ã đ ă n g tả i n h ử n g

th ô n g tin vể v ấ n đ ề này N h ư n g n h iề u tổ chức quốc t ế và n h iề u nước đ ã để

n g h ị cấm n g h iê n cứu và sử d ụ n g ch iến t r a n h s in h học

4 N H Ữ N G VẤN Đ Ể H IỆ N NAY CỦA VI S IN H VẬT Y HỌC

4.1 G â y c á c b ệ n h n h i ể m t r ù n g v à g â y d ịc h

Vi s in h v ậ t là căn n g u y ên của các bệnh n h iễ m trù n g Vì vậy k h i xét về

tầ m q u a n tr ọ n g h iệ n nay của vi ginh v ậ t y học, p h ải đê cập tới tìn h h ìn h các

b ệ n h n h iễ m tr ù n g ỏ nước ta và tr ê n t h ế giối

Bệnh n h iễ m t r ù n g đă x u ấ t hiện cù n g với loài người từ xa x ư a và th ự c sự loài người đ ã b iết vể nó m ột cách kh o a học hơn m ộ t t h ế kỷ T h ế n h ư n g , hiện nay, bện h n h iễ m t r ù n g v ẫ n còn là v ấ n đề lớn tro n g b ệ n h t ậ t c ủ a t h ế giói

Các b ệ n h nhiễm v iru s như: cúm, sởi, viêm gan, D engue x u ấ t h u y ế t v ẫn

là v ấ n đề to à n cầu Bởi lẽ cho đến hiện nay c h ú n g t a v ẫ n chưa có được đầy đủ các thuôc d ặc tr ị chống n h iễ m virus Còn vacxin là biện ph áp r ấ t có ý n g h ĩa

q u y ế t định p h ò n g n h iễ m v iru s thì n h iề u loại b ệ n h đo virus v ả n ch ư a có được vacxin h ữ u h iệu Ngoài n h ữ n g bệnh n h iễ m v iru s đ ã có từ lâu, g ầ n đây còn

x u ấ t h iệ n m ộ t số b ệ n h v iru s mới, như: HIV/AIDS, Ebola bò điên, cúm gà,

H a n ta v iru s R iêng HIV/AIDS đan g gây đ ạ i dịch to à n cầu và là v ấ n đề nổi cộm của to à n th ê giói

G ần đ â y ở n h iề u nước (trong đó có Việt N am ) x u ấ t hiện một loại dịch

b ệ n h viêm phổi cực kỳ nguy hiểm (SARS), do m ột loại v íru s mới giông n h ư

C oronaưiridae và gọi là v iru s SARS-COV T uy ch ư a lây lan ra to à n cầu và sô

ngưỡi n h iể m k h o ản g 8000 ngưòi, n h ư n g tý lệ tử vong k h á cao (gần 10%) và đã gáy ả n h h ư ở n g lân đ ế n k in h t ế và a n n in h t h ế giối

H iện n a y dịch cúm gia cầm đ a n g lây la n m ạ n h ở c h â u Á s a n g ch â u  u và

Tố chửc Y tê T h ê giới c ả n h báo có th ể gây t h à n h đ ại dịch cúm người ?

Các b ệ n h n h iể m k h u ẩ n , nhò có thuốc k h á n g s in h và vacxin, dược không

c h ế ỏ các nước đ à p h á t triển N hư ng ỏ các nước đ a n g p h á t tr iể n t h ì n h iễ m

k h u á n v à n là v ã n đê r á t n ặ n g né Bỏỉ lẽ ở các nước nghèo diêu kiện s in h h o ạt còn r ấ t t h iế u thốn Họ không đ ủ tiền chi cho việc c h ả m sóc sức khỏe và không

n g ả n càn được các vi k h u ẩ n gây bện h lây lan Họ c ũ n g không đ ủ vacxin và thuốc k h á n g sin h Các bện h nhiễm k h u ẩ n nổi cộm như: n h iễ m k h u ẩ n hô hà'p tiê u hóa t i ế t n iệ u và n h iễ m k h u ẩ n huyết Vi k h u ẩ n lao đã biết từ cuốỉ th ê kỷ XIX, n h ư n g đ ế n hiện nay b ệ n h lao v ẫ n là v ấ n để nổi cộm cùa các nưóc nghèo:

tỳ lệ mắc và c h ế t vẫn cao Các bện h n h â n bị A IDS th ì g ầ n n h ư 50% bị lao và vi

k h u ẩ n lao k h á n g thuốc k h á n g sin h và hóa tr ị liệu r ấ t cao Các b ệ n h dịch tả, địch hạch, th ư ơ n g h à n vản là n h ử n g v ấ n để r ấ t d á n g q u a n tám

Bên c ạ n h các b ệ n h n h iễ m k h u ẩ n cũ, t h ì g ầ n đày còn nổi lên một sô" b ện h

n h iễ m k h u ẩ n mối n h ư đo E coli gây tiêu chảy, x u ấ t h u y ết tiê u hóa và tiế t

n iệ u (do n h ó m EHEC), hoặc gây viêm loét d ạ dày do H elicobacter p ylo ri Vi

k h u ẩ n này còn là cả n n g u y ên gây u n g t h ư d ạ dày M ột sô" nước n a m Á còn x u ấ t

h iệ n một tý p vị k h u ẩ n t ả mâi là V cholerae 0 1 3 9 k h á c vâi tý p V cholerae 0 1

v ẫ n gâv dịch ở n h iề u nước t r ê n t h ế giói

4.2 Vi k h u ẩ n k h á n g k h á n g s i n h c ũ n g là m ộ t v ấ n dê nổi cộm c ủ a các nước

đ a n g và cả m ột sô” nước đã p h á t triển Các vi k h u ẩ n là cản n g u y ê n th ư ờ n g gộp

n h ấ t cùng là n h ừ n g vi k h u â n k h án g th u ố c m ạ n h n h ấ t , như: t ụ cáu v à n g (5

aureus), trự c k h u ẩ n m ủ x a n h {P a eru g in o sa ) v à các trự c k h u ẩ n dường tiôu

hóa (Enterobacteriaceae) Điếu này sẽ vô h iệ u h ó a việc sử d ụ n g k h á n g sin h và

tă n g chi p h í cho diều trị, c ù n g vói việc chọn lọc các vi k h u ẩ n k h á n g thuôc lưu

h à n h tro n g cộng đồng Tô”c độ vi k h u ẩ n k h á n g th u ố c còn n h a n h h đ n việc tìm ra các k h án g s in h mổi

pylori được Tổ chức Y t ế T h ế giối coi là n g u y ê n n h â n s ố một gây u n g th ư d ạ dày.

4.4 S ự ô n h i ễ m m ô i t r ư ờ n g trê n to à n cầu, đặc b iệ t là sự ô n h iễ m các n g u ồ n nước và đ ấ t cũ n g gây r a sự ô nhiễm các vi s in h v ậ t g â y bệnh N h ấ t là các vi

s in h vật gây bện h tiêu chày và n h iễ m độc th ứ c ả n , th ư ờ n g đo nước và thự c

p h ẩm không vệ sin h gây nên

4-5 B ê n c ạ n h n h ữ n g m ậ t c ó h ạ i c ủ a các vi s in h v ậ t mà c h ú n g t a đã điểm trê n , sự tiế n bộ tro n g kh o a học và công n g h ệ s in h học cũ n g g iú p loài ngưòi có

th ê m các vũ k h í mới chống lại các vi s in h v ậ t gây bệnh

Một tro n g n h ủ n g th à n h tụ u đ á n g kể là việc tạ o r a dưỢc các loại vncxin

t h ế hệ mỏi nhò công ng h ệ gen, n h ư vacxin p h ò n g các loại b ện h v iru s viêm gan

D, viêm Iiãu N h ậ l Đủii D , hoặc các loại k h á n g t h ể ddn dòng (monoclonnỉ antibody) d ù n g tro n g điếu tr ị và c h ẩ n đoán

Các t h à n h tự u về m iễn dịch học và di t r u y ề n học c ũ n g g iú p làm tă n g các

k h ả n ă n g c h ẩ n đ o án và điều tr ị các b ệ n h n h iễ m tr ù n g Con ngưòi đà có th ê m

th ê m ạnh để p h á t h iệ n và phòng ch ố n g lại các b ệ n h n h iễ m vi s in h v ật Tuy vậy không p h ả i mọi vấn đề loài ngưòi đ ã có k h ả n ả n g giải q u y ế t được và thực

sự c h ủ n g t a vẫn p h ải đương d ầu với n h iề u k h ó k h ă n , t h ủ th á c h trước các vi

s in h v ậ t gây bệnh

5 S ơ LƯỢC LỊC H SỬ PH Á T T R IỂ N c ủ a V I S IN H VẬT Y HỌC

Lịch sử p h á t t r iể n củ a Vi sin h oật họ c được b á t đắu n h ò A n t o n i v a n

L e e u w e n h o e k (1632-1723) nguòi H à L an , đ ã tìm r a k ín h h iể n vi có độ p h ó n g đại q u a n s á t được các đdn bào ô n g d ă q u a n s á t được cốc n g u y ên s in h động v ậ t

n ă m 1676 và m ột 9ô'cầu, trự c và xoắn k h u ẩ n n â m 1685

Sau Leeuwc*nhoek, n h iể u n h à k h o a học đ ã tiếp tụ c n g hiên cữ u đê có các loại k in h h iế n vi q u a n g học h o à n th i ệ n hơn và độ phóng đại lớn n h ấ t (hàng vạn l:in) là k in h hiến vi đ iệ n tứ.

Hinh 1 Antony van Leeuvvenhoek

L P a s t e u r là người đ ă đ ấ u t r a n h chống lại th u y ế t “tự sin h ” và giáng đòn

q uyết đ ịn h đ á n h đổ lý t h u y ế t nàv Cho đến giữa t h ế kỷ th ứ XVII có người cho lÀng các s in h v ậ t x u ấ t h iệ n t r ê n t r á i đ ấ t đểu là tự sinh N hữ ng lý th u y ế t này dược các giao p h ai tích cực ú n g hộ V I p h u hợp V Ơ I cach gỉáỉ th ic h T h ư ợ n g đế ĩỉinh r a m uôn loài” N g ay đ ế n t h ế kỳ XVI còn có n h à kh o a học cho rà n g có th ể lạo ra chuột k h ô n g p h ái t ừ c h u ộ t bô’ m ẹ mà t ừ giè rác h và lúa mạch! N hư ng

n h ữ n g thực n g h iệ m tiê n h à n h vào g iữ a th ê kỷ XVII ch ứ n g m inh r à n g ròi sinh

ra từ trứ n g ròi chử k h ô n g p h ài tự s i n h t ừ t h ị t thối Kết quà này đã làm lay Ithuyến m ạ n h th u y ế t tự sinh,

Sau khi Leeuvvenhoek p h á t h iệ n r a vi s in h v ật, người ta th ấ y chỉ c ần lấy

m ột ít nước c h iế t là'y từ th ự c v ậ t hoặc động v ậ t đê vào ndi ấm áp, sa u một thời gỉan n g ắn x u ấ t hiặn n h iề u V I s in h v ậ t th ặ m chí ng ay cả các nước ch iết ấy đã đưỢc đun sôi T ừ đó m ột sô” n h à k h o a học cho r ằ n g có th ể vi s in h v ậ t đ ã tự sinh L P a s t e u r dã cho nước ch iế t t r ê n vào các b ìn h cô cong hỏ s a u k h i đã tiệt trù n g , thì dù để bao lâ u c ũ n g k h ò n g có các vi s in h v ậ t x u ấ t hiện T h í nghiệm Iiàv đã ch ứ n g m in h r ằ n g k h ô n g có vi s in h v ậ t tự s in h và L P a s te u r đ ả được

n h ậ n giái th ư ở n g cù a V iện h à n lâm P h á p n ăm 1862 L P a s te u r còn có n h iề u đóng góp k h ác cho vi s in h V học, như:

N ăm 1881, Ô ng đâ tìm r a phương p h á p tiêm phòng b ệ n h th a n Nủm

1885, ỏ n g đã th à n h công tro n g s ả n x u ấ t vacxin phòng b ện h chó dại

Vâi sự sa y mê kh o a học và tín h n h â n đạo cao cả, L P a s te u r đ ã d ù n g nưức- miếng của chó dại để gây miễn địch cho thỏ S au đó, d ù n g não v à tu ỷ sông thò

đã gáy b ệ n h dại để s ả n x u ấ t th à n h thuốc c h ũ a b ệ n h dại m à n g à y n a y c h ú n g ta gọi là vacxin phòng dại C h ín h nhờ thuốc n à y m à L P a s te u r đ ã cứu sông cho một số người bị chó đại cán, mậc đ ù lúc đó, ngưòi t a chưa p h á t h iệ n r a virus

N hư ng b à n g thự c n g h iệ m gây bệnh dại cho chó b à n g cách cho chó dại cắn chó lành, Ô ng đã ch ứ n g m in h được bện h dại là bện h lây tru y ề n q u a vết cắn của chó điên và tro n g nước m iếng của chó điên có ch ứ a m ầ m bệnh S ử sách còn ghi

r ằ n g L P a s t e u r đ ã h o à n th à n h việc n g hiên cứ u vacxin p h ò n g b ệ n h d ạ i khi

ỏ n g bị liệt n ử a người vì n h ũ n não N gày nay, c h ú n g ta có n h ữ n g loại vacxin phòng b ện h dại h o à n th iệ n hờn, n h ư n g loài người p h ả i m ang ơn L, P a s t e u r vì

O ng đã đư a r a được phương p h á p tiêm phòng b ệ n h với ý tư ởng k h o a học sánK tạo Nó liên q u a n c h ặ t chẽ với cơ chê gây m iễn dịch đặc hiệu c h ủ động m à sau

n à y nó đ ã p h á t triể n t h à n h môn M iễn d ịch học, một m ôn x u ấ t p h á t từ Vi sinh

v ậ t học N gày n ay nó mở rộng, lồng ghép vào n h iê u môn học k h á c củ a củ a V học và đã đư a lại n h iề u ứ n g d ụ n g r ấ t có ý nghĩa Vì n h ữ n g đóng góp xuâ't sác,

L P a s te u r được xếp vào d a n h sách n h ữ n g n h à kh o a học vĩ đại c ủ a loài người

một bệnh được coi là tôi

nguy hiếm và đã nhiều lần

gâv ra đại dịth toàn cầu,

cướp đi hàn g triệu sinh

mạng Yersin là người

hiệu trưỏng dầu tiên của

Trưòng đại học Y-Dược Hà

Nội Ông m ấ t ỏ th à n h phô”

N ha T ran g nước ta

- R o b e r t K o c h (1843-1910) là m ột bác sĩ th ú y ngưòi Đức ó n g được coi là

m ột tro n g n h ữ n g ngưòi sá n g lập r a N g à n h Vi s in h y học

N h ũ n g đóng góp có ý n ghĩa củ a ông là:

N ăm 1876 p h á t h iệ n r a vi k h u ẩ n t h a n {B an th ra cis),

N ăm 1878 p h á t h iệ n r a các vi k h u ẩ n gây n h iễ m v ế t thương

Hlnh 3 Alexandre E’mile Jean Y e rs in (1863-1943)

Năm 1882 p h â n lập được vi k h u ẩ n lao (A/ tuberculosis),

NAm 1881 p h á n lập được vi k h u ẩ n t ả (V cholerae),

NAin 1890 tim ra cách sử dụng ph àn ứng tuberculin và hiện tưdng dị ứng lao.Một tro n g n h ữ n g đóng góp của R Koch cho vi s in h y học là học th u y ế t vểxác dịnh căn n g u y ê n gây n h iễ m trù n g , m à ng ày n ay lý th u y ế t ấy v ẫ n được sử

d ụ n g n h ư m ột n g u y ên tắc để xác định các vi k h u ẩ n gây bệnh

D i m i t r i I v a n o p x k i (1864-1920) ỉà một n h à thự c v ậ t học người Nga ô n g

là agười có công đ ầ u tro n g việc p h á t h iệ n r a v iru s Vói cách gầy nhiễm bÀng nưỏc lọc lá thuốc lá bị đô”m (qua lọc giữ lại vi k h u ẩn ), cho n h ữ n g lá thuôc lá là n h O ng đã ch ử n g m in h được là có m ột loại m ầm b ệ n h bé hớn

vi k h u ấn ; m à vể sa u , b à n g kính hiển vi điện tử, người t a đã k h ă n g định

đó là virus

P^dvvard J e n i i e r (1749-1823) là m ột bác sì th ú y ngưòi Anh Khi còn là một s in h v iê n thự c tậ p ỏ một t r a n g tr ạ i c h ă n nuôi, ông đã p h á t hiện ra rồng n h ữ n g người p h ụ nữ ch ăn nuôi t r â u bò k h ô n g bị b ệ n h đ ậ u m ùa vì

họ đã bị b ệ n h d ậ u bò Từ dó ông đã d ù n g vẩy đ ậ u bò làm thuôc ch ủ n g phòng b ệ n h đ ậ u m ùa T ấ t n h iê n thuốc n à y đã được cải tiê n n h iề u và nó

trớ th à n h vacxin phòng bệnh đ ầ u tiê n củ a n h ă n loại- Chữ "vaccirC' mà ngàv n a v cá t h ế giỏi đểu dùng có nguồn gốc từ chữ vacca (bò cái), để ghi

nhà công t r ạ n g của E Je n n er

Sau đó L P a s t e u r c ù n g nhữ ng

nsưòi học trò củ a m in h đã th u được

nhiếu th à n h t ự u về vacxin và miễn

ilỊch học, làm cơ sd v ữ n g chác cho

tiõrn phòng vacxin Do ý n g h ĩa thực

tê, vacxin là m ộ t hướng n g h iê n cứu

ííiig ciụiig r á l dược q u a n ta m va thu

tluợc nhiều t h à n h lựu, có n h iề u đóng

H inh 4 Alexander Píeming (1881-1955)

1846 S em m elw eis đư a r a phương p h á p n g âm ta y các th ầ y thuôc vào thuốc k h ử trù n g

1849 P o ỉleb d e r q u a n s á t th ấ y trự c k h u ẩ n t h a n tro n g m áu củ a b ệ n h n h ản

1867 L iste r đ ể r a phương p h áp k h ử trù n g

1873 H an se n đã ghi n h ậ n được trự c k h u ẩ n phong (M leproe).

1884 M etnikov đã p h á t hiện sự thực bào

1885 Fodor p h á t hiện tác dụng d iệt k h u ẩ n của h u v ết th u n h tươi

1890 B eh rin g và K ita sa to tìm r a tác d ụ n g chông ngoại độc tô bạch h ầ u và uốn ván c ủ a h u y ế t th a n h bệnh n h â n đã bị h ai bện h này (tìm ra k h á n g thê chống ngoại độc tố h a i vi k h u ẩ n này)

1901 Bordet và G engou đã tìm r a p h ả n ửng k ế t hợp bô thể

1903 W right tìm r a tác dạn g opsonin

1905 S ch au d in ii và Hoffm ann tìm r a vi k h u â n giang m ai (T p a ỉlid u m ).

1909 L a n s te in e r và Popper có th ể lọc v iru s polio và tru y ề n bện h cho khi

M ục đích củ a t ấ t cả các sờ đồ p h â n loại là xác đ ịn h các vi s in h v ậ t có các ihuộc lín h giông n h a u de xếp ch ú n g vào cù n g loại và p h â n biệt giữa các nhóm loạ: vỏi n h au Với vi sin h v ặt thì có n h iề u khó k h ă n vì;

Sỏ lượng vi s in h v ậ t quá nhiều m à sự khác biệt giữa ch ú n g lại q u á lốn Ví (lụ: các dơn bào có nhiểu dặc điểm c ủ a động vật, n h ư n g tảo lại giông thự c v ật nhiều hơn còn vi k h u â n th ì không thuộc vào động h a y thự c vật

( ’ó sự k h ác biệt k h á lỏn giữa các sơ đổ p h â n loại vj sinh v ậ t so vỏi động vậi và thự c vật, T ro n g hệ th ô n g p h à n loại th ì loài (species) là đơn vị cơ bản, ỉihiíiìK khái niệm về loíii thì khác nhmi giữa vi íiinh vật với động-thiír vật Vổi sinn v ậ t bậc cao thì loài là nhóm giao phối cận th â n (gần) được p h â n bô’ tr ê n mộ: k h u vực địa lý n h ấ t định, ở các s in h v ặ t bậc cao, h ìn h th á i củ a các loài klir khác biệt n h a u Ngược lại, ở vi sin h v ật, đặc điểm h ìn h th á i r ấ t giài hạn,

các loài k h ác n h a u có h ìn h d ạ n g giống n h a u Ví dụ: S laphylococcus a u re u s (tụ CUII vàng) và Slaphylocuccus ep id erm id ls (tụ cầu da) là hai loài có h ìn h d ạn g

và •.ính c h ấ t b ắ t m à u giống h ệ t n h au , chỉ k h ác n h a u ở m ột số enzym và khả Iiủr.g gây bệnh Các loài vi k h u ẩ n khác cũ n g tư ơng tự

T ro n g vi k h u ấ n học, k h á i niệm loài là m ột q u ầ n th ể (population) được

sinh r a từ m ột vi k h u ẩ n b a n đ ầ u (clone) Các t h à n h viên củ a một clone n à y có thê p h à n biệt vỏi các clone khác ở m ột số đặc diểm Do vạy, vấn để lón trong phí.n loại vi k h u ẩ n là xác đ ịn h được các đặc điểm giông và khác n h a u giữa các cỉoiie đề xêp loại chúng N h ữ n g dăc điểm này có th ể ch ia làm hai ỉoại ỉổn là genotýp và p h en o tý p (đậc điểm kiểu gen v à đặc điểm k iể u hình)

c h ấ t được th ử nghiệm c h u n g giữa h a i vi k h u ẩ n N ếu tỷ lệ tư ơng đồng n à y trcn 90% giữa hai c h ủ n g vi k h u ẩ n thì ch ú n g cùng ch u n g một loài, ngược lại tỷ lệ nì^y

th ấ p hơn thì hai c h ủ n g vi k h u ẩ n thuộc các loài th ậ m chí các tộc k h ác nhau

Đ ây là phương p h á p p h â n loại cổ điển, sử d ụ n g nó, ngưòi ta đã xếp lo,II đưỢc k h ả n h iể u loài vi k h u ẩ n

2.2 P h â n l o ạ i t h e o p h ư ơ n g p h á p p h â n t ử

Phương p h á p này d ự a trê n sự so sá n h các th ô n g tin di tr u y ề n ch ứ a đựng tro n g các ADN củ a các nhóm vi sin h v ậ t k h ác n h a u Vì các th ô n g tin di tru y én được m ã hóa bởi các ADN, mà các cặp b ase (của p u rin vôi pyrim idin) tí\o

th à n h các gen và để làm khuôn m ẫ u tổng hỢp n ê n các polypeptid Kiểu I)hân loại này bao gồm n h iề u loại kỹ th u ậ t

2.2.1 T h e o tỷ lệ c á c b a se c ủ a cá c A D N (hoặc theo sự cấu th à n h của các AJ)N)

C ấu trú c p h â n tử củ a các ADN bao gồm h a i sdi bố su n g cho n h a u , theo

ng u y ên tác sơ lượiig của thyiiiiii (T) bàn g số lượng ad e n in (A) và số lưọng cùa cytosin (C) b ă n g sô' lượng của g u a n in (G) Tỷ lệ tư d n g q u a n củ a 4 b ase này thường được biểu h iệ n b ằ n g tỷ lệ p h ầ n tr ă m củ a g u a n in cộng cytosin (Ci+C) N6 dưọc tíiih b ằ n g công thức

G + C

G + c + A + T (tín h theo p h â n tử gam)

Tỷ lệ tư d n g q u a n c ủ a các cặp base AT và GC th a y đổi r ấ t lớn giữ a các V I

sin h v ậ t khác n h a u Tỷ lệ này có giá tr ị tro n g p h â n loại vi s in h vật- Ví dụ

E scherichia coli ADN có 50% GC, tro n g k h i áó B a c illu s su b tỉlis có 40% GC Sõ'

lượng này có n g h ĩa là ADN của h a i loài vi k h u ẩ n ch ứ a 50% và 60% cập baso

AT riêng biệt

Tỷ lệ các cặp base củ a ADN dao động r ấ t lớn từ 22% đến 78% của GC Tuy vậy các vi sin h v ậ t được coi là liên q u a n họ h à n g bởi các tiêu c h u ẩ n khác, có tý

lệ các cặp base của ADN tường tự n h a u hoặc bằn g n h a u N ếu tỳ lệ này chênh

n h a u từ 10% trđ lên thì các vi sinh v ật không được coi là liên q u a n c h ặ l chẽ

N h ư n g ngược lại tỷ lệ các cặp b ase n à y tương tự n h a u giữa các s in h vật khác n h a u k h ô n g có n g h ĩa là ch ú n g có liên q u a n họ hàng Ví dụ; loài ngưòi vã

B a ciỉlu s s u b tiỉís đểu có tỷ lệ GC là 40%, n h ư n g k h ô n g th ể coi là họ hàng.

n h iề u ioại vi k h u â n , n ấm và m ột số động thự c vật.

2.2.3 L a i s i n h h ọ c (biological hvbridisation)

Cớ sỏ của phư dng ph áp này là sự giống n h a u củ a các chuỗi base tro n g

p h â n tù ADN cùa vi k h u ấ n , phải được th ể h iệ n q u a sự tích hỢp của ADN vi

k h u á n cho vào ADN vi k h u ẩ n n h ậ n , nhò các loại v ậ n chuyển di tru y ề n (biến nạp, tả i nạp và tiếp hdp)

Phương pháp lai sinh học còn cho phép p h â n loại sáu hơn các vi k h u ẩn , vì

dể tái ló hợp được cần có sự giốiig n h a u r ấ t cao giữa hai phân tử ADN Đây là phương phá]) đang được p h át triển để dùng trong các labo, vì nó có hai ưu điểm;

- Vi k h u ấ n cần xác định không cần th iế t t h u ầ n khiết

- SỐ lượng tè bào cho không cần n h iề u để có được k ế t quả dưdng tính

Ta đư a một số tè bào vi k h u ẩ n cho vào n h ũ n g t ế bào vi k h u ẩ n cần xác đtiih Ỉ3UU do n a cáy ch u n g Irèii inổi irư òng Ihich hụp N ếu câc k h u ẩ n lạc dạc

h iệu x u ất hiện chửjìg tỏ có sự tái tổ hợp di tr u y ề n (lai s in h học) N h ư vậy vi

k h u ẩ n cần xác định cù n g loài vdi vi k h u ẩ n n h ậ n

2.2.4 P h á n lo ạ i d ự a tr ê n c ấ u tr ú c p h à n t ủ p r o t e i n

T rình tự các acid am in trong m ột p h â n t ủ p ro te in p h ả n á n h tr ìn h tự các cặp base tro n g gen m ả hóa tổng hỢp n ê n p ro te in đó Do vậy, so s á n h tr in h tự cấu trú c các chuỗi acid am in, ta có th ể xác đ ịn h được sự giống hoậc k h ác n h a u gỉữa các gen đã m ã hóa cho hai p h á n tử p ro tein đó T ừ đó ta có th ể p h ă n loại đưỢc các vi k h u ân

Đây là m ột phương p h á p chính xác N h ư n g nhược điểm củ a phương p h á p này là người ta chỉ có th ể n g h iê n cứu được m ột 8ố lượng h ữ u h ạ n các p h â n tử protein, tro n g k h i đó số lượng gen lại q u á nhiều

3 ĐƠN VỊ PH Â N LOẠI

Đđn vị p h á n loại củ a vi sinh v ậ t nằm tro n g hệ th ố n g p h ả n loại củ a sinh

v ậ t và bao gồm:

1 Giói (kingdom)' ví d ụ giới động vật, giới th ự c vật T ên gọi lâV th e o đặc

điểm ch ín h của giỏi b àn g chữ Hy L ạp hoặc Latin,

2 N g àn h (diuisĩon hoộc p h ylu m )

Dưới n g à n h isubdiuision)

3 Lóp (class), dưói làp {subclass)

4 Bộ {order): T ên gọi lấy tê n họ ch in h và tậ n cù n g bàn g chữ -a ỉts Vi dụ

6 Tộc (tribe): T ận cù n g bàn g chữ -eae.Vi dụ E sch erich iea e.

Dưối tộc (subtribe) tậ n cù n g b à n g chữ -inae.

7 Giông (genus hoậcgenera): ví dụ Staphylococcus, S a lm o n ella

8 Loài {speciesy đây là đơn vỊ p h â n loại cơ bản nhất, tên khoa học của loài thường đặt kép, tên giống trước và tên loài sau Ví dụ StaphyUxoccus

aureus.

Các dơn vị dưới loài:

1 Thứ {variety}: chỉ một nhóm n h ất định trong loài Ví dụ Mycobacterium

tuberculosis var h o m in is • vi k h u ẩ n lao ngưòi.

2 D ạn g ựype hoặc form a)\ chí nhóm nhó dưỏi thứ Vi dụ Strcptococcus

p n eu m o n ia e tý p 14.

3 C h ủ n g (strain): chỉ một vi sin h v ậ t cùa m ột loài mới được p h â n lập

Nó m a n g th e o ký hiệu củ a giông, loài và chủng Vi d ụ S taphylococcus

a u re u s ATCC 1259.

Trong vi s in h v ậ t y học chủ yếu ngưòi t a d ù n g các đơn vị p h ả n loại: họ, tộc, giông, loài, týp và chủng

T ự L Ư Ợ N G G IÁ

1 T rìn h bàv các phương ph áp p h â n loại vi sin h v ậ t và ư u nhược điếm?

2 Kể tê n các đdn vỊ p h á n loại và ý nghĩa?

HÌNH THỂ CẤU TRÚC VÀ SINH LÝ CỦA VI KHUẨN

M Ụ C T IÊ U

ĩ Trinh bày được các loại h ìn h thể, kích thước của vi kh u ẩ n uà ý nghĩa.

2 Mỏ tả được cấu trúc t ế bào vi khuẩn I>à sự khác nhau giữa tể bào vi kh u â n và tê bào người.

3 Trinh bày đưỢc chuyển hóa, hô hấp, sinh sản và p h á t triển của vi khuẩn.

Vi k h u ân là n h ữ n g sinh vật đdn bào, không có m àng n h ân {prcx:aryote) Chúng có cấu trú c và hoạt động đơn giản hơn nhiều so với các t ế bào có m àng nhũn (eucaryote) Tuv nhiên, có một vài cơ qu an (như vách t ế bào) hay chức năn g

di truyền và sự v ận chuvển di truvển phức tạ p không kém sinh v ặ t p h át triển

1 HÌNH T H Ể VẢ KÍCH THƯỚC CỦA VI KHUẨN

Mỗi loại vi k h u a n có h in h dạn g và kích thước n h ấ t định Các h ìn h dạn g

và kích thước nàv là do vách của tẽ bào vi k h u a n q uyẽt đ ịnh B àng các phương pháp nhuộm và soi k ín h hiến vi, người ta có th e xác đ ịn h được h ìn h th ể và kírh thước cúa các vi k h u án Dế xác đ ịn h vi k h u ấ n , hình th ể là một tiêu I'hiiãn r.nt q u a n trọng, mẠr Hù phni líPt h(Ịp v«Si yôii tô’ kháo (tính r h à t RÌnh họo k h á n g nguvòn và k h ả n ă n g gây bệnh) T ro n g m ột sò trư ờn g hợp n h ấ t định, dựa vào h ìn h th ê vi k h u ẩ n kết hỢp vói d ấ u hiệu lâm sà n g ngưòi ta có th ể

ch ắn đoán xác dịnh bệnh, ví dụ như bện h lậu cấ p tính

Kích thước \ 1 k h u ấ n dược đo b à n g m icrom et (1 J.im = 10'^ mm) Kích thước cúa các loại vi k h u á n k h ác n h a u th ì k h ô n g giống n h a u và kích thưóc của một loại vi k h u ẩ n cũ n g phụ thuộc vào điêu kiện tồn tạ i của chúng

Vê h ìn h thể người ta ch ia vi k h u ẩ n làm 3 loại lón:

1.1 C á c c ầ u k h u ẩ n (Cocci): là n h ữ n g vi k h u ẩ n có h ìn h cầu, m ậ t cắt của

ch ú n g có th ể là n h ữ n g h ìn h tròn, n h ư n g cũ n g có th ê là h ìn h bầu dục hoộc ngọn nến Đưòng k ín h tr u n g bình khoảng 1 ^m c ầ u k h u ẩ n lại được chia làm nhiều loại như: đơn cầu song cdu, tử cầu, tụ cầu và liên cầu

1.2 T rự c k h u ẩ n (Bacillus): ià những vi k h u ẩ n hình que, đầu tròn hay vuông, kích thước của các vi k h u ấn gây bệnh thường gặp là bế rộng 1 um, chiều dài 2 - 5 mn

Các trực k h u ấ n không gáy bệnh thường có kích thước lớn hơn Một số loại Irựcr

k h u ẩn gây bện h thường gập như các vi k h u ẩ n lao, thương hàn, lỵ E coli

1.3 X o ắ n k h u ẩ n (Spirochaet): là n h ữ n g vi k h u á n có h ìn h sỢi lượn sóng và tli động Chiều dài củ a các vi k h u ẩ n loại này có th ê tỏi 30 um T ro n g loại nàv có ;ỉ

giông vi k h u ả n gây bện h q u a n trọ n g là Treponem a (ví dụ xoẢn khuâin giaiiíí

m ai - Treponem a p a llid u m ), L eptospira và Borrelia.

Ngoài n h ừ n ẹ vi k h u ẩ n có hình d ạ n g điến h ỉn h t r ẽ n còn có n h ữ n g ioại vi

k h u ẩ n có h ìn h th ể t r u n g gian:

T ru n g gian giữa cầu k h u ẩ n và trự c k h u ẩ n là cầu-trực k h u ẩ n , n h ư vi

k h u ẩ n dịch hạch; t r u n g gian giừa trự c k h u ẩ n và xoắn k h u ẩ n là p h ẩ y k h u ấ n

m à điển h ìn h là ph ẩy k h u ẩ n t ả [Vibrio cholerae).

c O V s '

V anelies of dipkx:occi 2 SỉreptOGocci

m àng nhãn, nên gọi là procaryote.

N hư ng ch ú n g có cơ qu an chứa

thông tin di truvển, đó là một

nhiỗni sắc th ế (chrumosome) độc

n h ấ t tồn tại trong chất nguyên

Sinh Nó là m ột ph án từ ADN dài

khoáng 1 mm (gấp 1000 lần chiều

dài của tẻ bào vi k h u án dường

tiêu hóa), kh ép kín: ph án tủ ADN

có trọng lượng 2 tỷ dalton, chửa

đưỢc 3000 gen được bao bọc bdi

protein kiểm Lớp protein này

không tồn tại khi vách té bào vi

k h u á n bị p h á huý Nó được sao

chép theo kiểu b án bào tồn (của

- Tè bào c h â t cù a vi k h u ẩ n chứa đ ự n g tới 80% nưóc, dưối d ạ n g gel Bao

gồm cấr th à n h ph ần hòa ta n n h ư protein, peptid, acid amin, vitamin, ARN,

ribosom các tr JÔÌ khoáng {Ca Na, p ) và cả một số nguyên tố hiếm

Protein chiỏm tới 50/Ó trọ n g lượng k hô của vi k h u ẩ n và k h o ản g 90% n ă n g lượng c ủ a vi k h u ẩ n đế lổng hợp protein Các enzym nội bào được tổng hỢp độc h iệ u vài từ n g loại vi k h u ẩn

- Ribosom có n h iề u tro n g c h ấ t n g u y ên sinh Mỗi Ribosom củ a vi k h u ẩ n bao gém 2 loại (50S và 30S); mỗi loại n à v lại bao gồm 2 th à n h p h ầ n đại p h â n tú; p ro tein và ARN • dược gọi là p ro tein và ARN ribosom Khi tổ n g hỢp protein, các ribosom gắn với ARN th ô n g tin và dược gọi là polyribosom Ribosom c ủ a vi k h u ẩ n là loại 70S Ribosom cũng: là nơi tác động củ a một

số loại k h á n g sinh, làm sai lạc sự tô n g hỢp p ro tein của vi k h u ẩ n , n h ư

am inozid, chloram phenicol

Hình 6 Cấu trúc tế bào vi khuẩn

Ngoài các th à n h p h ầ n hòa t a n , c h ấ t n g u y ê n s i n h còn ch ứ a các h ạ t VÙI Đây là n h ữ n g không bào c h ứ a hpid, gỉycogen và m ộ t sô’ k h ô n g bào ch ứ a các

c h ấ t có tín h đặc tr ư n g cao với m ột sô” loại vi k h u ẩ n

Nếu so s á n h với tê bào củ a s in h v ậ t có n h â n đ iề n h ìn h (eucaryote) Và

th ấ y c h ấ t n g u y ên sin h của vi k h u ẩ n k h ô n g có; ty th e , lạ p th e , lưới nội bào vù

cơ q u a n p h ă n bào

2.3 M à n g n g u y ê n s i n h ( c y t o p l a s m ỉ c m e m b r a n e )

- VỊ trí: m à n g n g u y ê n s in h bao q u a n h c h ấ t n g u y ê n s in h và n ằ m tro n g vách

t ế bào vi k h u ẩ n

- Câu trúc: là m ột lớp m à n g m ỏng, t i n h vi và c h u n giãn M à n g n g u v ên sinh

c h ấ t củ a vi k h u ẩ n bao gồm 60% p ro te in , 40% lipid m à đa p h ả n là phospholipid C h ú n g gồm h ai lớp tối (2 lớp phospho) bị tá c h biệt giữ a l

lớp sá n g (lớp lipid), sự giông n h a u n à y d ẫ n tỏi k h á i n iệ m đơn uị m à n g

T ấ t cả các m à n g n h ư t h ế n à y h o à n to à n giôVig n h a u về cấu tr ú c p h â n tử

N hiều thuộc tín h củ a m à n g n à y p h ụ th u ộ c vào sự tồ n tại v à cấu tr ú c của phospholipid Các p h â n tử p h o sp h o lip id n à y có cực ở m ộ t đ ầ u (đầu chửa phospho) và k h ô n g cực ở đ ầ u còn lại Đ ầ u có m ạ n g điện tíc h ỏ p h ía m ặ t ngoài và tro n g của m à n g , còn đ ầ u k h ô n g m a n g đ iệ n tích n ằ m giỉSa D ung địch nước tồ n tạ i ỏ cả 2 m ậ t c ủ a m à n g s in h c h ấ t T ro n g th ự c tê các m àng này đóng n h iề u vai tr ò s in h lý k h á c n h a u

- Chức năng: m à n g n g u y ê n s in h th ự c h iệ n m ộ t sô chức n ă n g q u y ết đ ịn h sự tồn tạ i củ a t ế bào vi k h u ẩ n Nó là cơ q u a n h ấ p t h ụ và đào th ả i chọn lọc các châ't, n h ò 2 cơ c h ế k h u ế c h t á n bị động và v ậ n c h u y ể n c h ủ động Với cơ chế bị động, các châ't được h ấ p t h u và dào t h ả i n h ò áp lực t h ẩ m th ấ u Chỉ

n h ữ n g c h ấ t có p h â n t ủ lượng bé hơn v à i t r ă m d a lto n và có th ê hòa t a n trong nước mới có th ể v ậ n c h u y ể n q u a m à n g N h ư n g th ư ờ n g á p lực th ấ m

th â u tro n g t ế bào vi k h u ấ n lốn h ơ n b ê n n g o ài n h iề u lầ n (có n h ữ n g c h ấ t lổn hờn k h o ản g 1000 lần) Do vậy, cách k h u ế c h t á n bị đ ộ n g k h ô n g th ể thực h iệ n được m à p h ả i n h ò tới cách v ậ n c h u y ể n c h ủ động P hư ơng p h á p nàv cần tới enzym và n ă n g lượng Đó là các p e r m e a s e đặc h iệ u vối từ n g

c h ấ t hoặc n h ó m c h ấ t v à ATP

+ M àng n g u y ê n s in h c h ấ t là nơi tô n g hỢp các en z y m ngoại bào

+ M àng s in h c h ấ t c ũ n g là nơi tổ n g hợp các t h à n h p h ầ n c ủ a vách t ế bào.+ M àng s in h c h ấ t c ũ n g là nơi tổ n tạ i c ủ a h ệ t h ố n g en zy m hô h ấ p tê bào, nơi th ự c h iệ n các q u á t r ì n h n ă n g lượng c h ủ y ế u c ủ a t ế bào th a y cho chức n ă n g của ty lạ p th ể

+ M àng s in h c h ấ t t h a m gia vào q u á t r ì n h p h â n bào n h ò các m ạc t h ể (mesosome) Mạc t h ể là p h ầ n cu ộ n vào châ't n g u y ê n s i n h củ a m à n g sin h châ't, th ư ò n g g ặ p ỏ vi k h u ẩ n G r a m dương K hi tê bào p h â n chia,

m ạc th ê tiế n s â u vào c h ấ t n g u y ê n sinh

m urein), nôi vói n h a u tạ o t h à n h m ạ n g lưối p hứ c tạ p bao bên ngoài m àng

n g u v ên sinh Nó được tố n g hỢp liên tục T h à n h p h ầ n cấu tạo bao gồm: đưòng

am iii (am ino-sugar) v à acid am ìn Đ ư ò n g -a m in gồm 2 loại acid N - axetyl

m u ram ic và N - a x e ty l glucozam in H a i loại n à y t r ù n g hợp xen kẽ n h a u tạo

th à n h n h ữ n g sđi dài c ủ a mỗi lớp Acid a m in c ũ n g chi bao gồm một số loại như: I)-alanin, D -glutam ic, L -a la n in và L-lysin Cảc acid am in n à y th a y đôi theo loại vi k h u ẩ n Các ac id a m in tạo t h à n h các t e t r a p e p ti d làm cầu nối giữa các sợi cù n g và k h ác lóp V ách tê bào c ú a các vi k h u ẩ n G ra m dương và G ram âm

có n h ĩm g khác n h au ;

- Vách vi k h u ẩ n G ra m dương: bao gồm n h iề u lâp peptidoglycan Ngoài lớp peptidoglycan, ở đ a sô’ vi k h u ẩ n G ra m d ư ơng còn có acid teichoic là th à n h

p h ầ n p h ụ th ê m T u ỳ loại vi k h u ẩ n m à bao bên ngoài lớp peptidoglycan có

th ế là p o lv sa cc h a rid hoặc polvpeptid C ác lỏp n goài cù n g thư ờ ng đóng vai trò k h á n g n g u y ê n t h ă n đặc hiệu

- Vách c ủ a các vi k h u ẩ n G ra m âm : chí bao gồm m ột lâp peptidoglvcan, nên vách nàv m óng hơn v ách vi k h u ẩ n G ra m dương; do vậy, c h ú n g dễ bị phá

vở bdi các lực cd học hơn Bên n goài lóp peptidoglycan, vách vi k h u ẩ n (ỉra m âm còn có các lớp; p ro tein , lipid A v à polysaccharid Người t a rấ t

q u a n là m đến các lớp n ày , vì c h ú n g c h ín h là nội độc tô” c ủ a các vi k h u ẩ n gãv bệnh Đồng thời nó cũ n g là k h á n g n g u y ê n t h â n của các vi k h u â n

G ram âm T ro n g đó, lớp p o ly sa cc h arid n goài c ù n g quyết đ ịn h tín h đặc hiệu k h á n g n g u y ê n , còn Jổp p ro te in q u y ế t đ ịn h tín h miễn dịch Lóp lipid dóng vai trò c h ú y ê u c ú a độc t í n h nội độc tố,

Chức n ă n g cùa vách:

- Chửc q u a n tr ọ n g nhâ't c ủ a v ác h là d u y tr ì h ìn h d ạ n g ví k h u ẩ n , áplục th a m t h ấ u b è n tr o n g vi k h u ẩ n th ư ờ n g cao hơn môi trư ờn g mà vi

k h u â n tồ n tại k h á n h iề u C h ín h v ách té bào vi k h u ẩ n đã giữ đẽ m àng sitih c h ấ t k h ô n g bị c ả n g phồng r a , rồi t a n võ,

Trong tự n h iê n c ũ n g n h ư tro n g p h ò n g th í n g h iệ m , t a có th ể gập n h ữ n g vi

k h u â n không có vách tê bào C h ú n g đưỢc gọi là "L-form" (d ạn g L) T ên này đưỢc Viện Vi s in h v ậ t L is te r Luôn Đ ôn đ ậ t s a u k h i họ p h á t hiện r a d ạ n g vi

k h u ẩ n

nàv-Các vi k h u ả n "L-form'' có th ể m ấ t h o à n to à n h a y không m ấ t k h ả n ả n ẹ tông hợp peptidoglycan Các vi k h u ẩ n "L-form" G r a m âm , n ế u n h ư không thé tổng hdp được p e p tid o g ly c an n h ư n g v ẫ n có t h ể tổ n g hỢp được các Idp bẽn ngoài

củ a vách tê bào T ấ t cả vi k h u ẩ n "L-form" đ ể u có k h ả n à n g để k h á n g với nhóm

k h á n g sinh tá c động t r ê n v ác h (nhóm P-lactam )

Một loài vi k h u â n khác không có vách tẽ bào, đó là M ycoplasm a Loại VI

k h u ẩ n này thư ờ ng p h á t tr iể n chậm và cần có h u y ế t th a n h (khoáng 20%) Một

sô M ycoplaam a cần có sterol trong môi ti-ưòng, h ìn h n h ư sterol trong niôi Irưòng đã gắn vào m à n g s in h ch ất cúa M ycoplasm a và làm cho lốp m à n g này

th ê m vững chắc

Ngoài chức n ă n g duy tr ì hình d ạ n g của vi k h u ẩ n , vách tê bào còn có một sô’ý nghĩa khác;

- Vách tê bào quy đ ịn h tín h c h ấ t n h u ộ m G ram

- Vách vi k h u ẩ n G ram ám chứa đ ự n g nội độc tô, q u y ế t đ ịn h độc lực và k h á

n ă n g gày bện h cúa cãc vi k h u ẩ n gây b ệ n h b ằ n g nội độc tô

- Vách vi k h u à n q u y ết đ ịn h tín h c h ấ t k h á n g n g u y ên t h â n của vi khuiin

Đ ảy là loại k h á n g nguyên q u a n trọ n g n h ấ t đê xác đ ịn h và p h â n loại vi

Hinh 7 Tương quan kich thước cúa các VI s i n h vặt

Tế bào hồng cẩu người 7-10 ^lm, staphylococci 1 um E coli 1x5 |im,

Políovirus30 nm Herpesvius 100 nm

2.5 V ỏ c ù a v i k h u ẩ n ( c a p s u l)

Vò cùa vi k h u a n hay là một lốp n h ầ y lỏng lẻo, sền sệt, không rõ rệ t bao

q u a n h vi k h u ổ n Người ta q u a n sá t nó b ằ n g phư dng p h á p nhuộm mực nho Vò

lã vùng s á n g chống lại n ề n tối, k h u ẩ n lạc c ủ a n h ữ n g vi k h u ấ n có vỏ thư ờ ng nhầy, ướt và sáng Chi m ột số vi k h u ẩ n và tro n g n h ữ n g điểu kiện n h ấ t đ ịn h vỏ tnởi h ìn h th à n h ,

Bản c h ấ t hóa học của vỏ; vỏ c ủ a các vi k h u ẩ n k h ác n h a u có t h à n h p h ầ n hóa học không giông n h a u , vỏ của n h iề u vi k h u ẩ n là polysaccharid, n h ư vò

cúa E coli, K lebsieỉla p h ế cầu N h ư n g vỏ của m ột sô' vi k h u ẩ n k h ác là

polvpeptid n h ư vi k h u ẩ n dịch hạch, trự c k h u ẩ n th a n , do một vài acid a m in tạo nên N hữ ng acici am in này thường là d ạ n g D, d ạ n g ít gặp tro n g tự nhiên

Chức năng: vỏ vi k h u ẩ n đóng vai trò bảo vệ cho một loại vi k h u ẩ n dưới Iihững điểu kiện n h ấ t dịnh C h ú n g có tác d ụ n g chống thự c bào

k h u â n có n h ữ n g khác n h au : 8- ‘-ỏng và pili của vi khuẩn

một sô chi có lông ỏ một dầu

(]jhav k h u att tú), n h ic u vi khuuii lui có lông quatih lỉtíìii {Sulìiiunvllct, E culi)

một vài vi k h u ẩ n lại có một chùm lông ở đầu (trực k h u â n \Vhitmore)

- Cơ chẽ củ a sự chuyển động: lòng là cơ q u a n di động: m ấ t lông vi k h u ẩ n không di động đưỢc Nuôi trong môi trư ờn g thích hỢp, lông h ìn h th à n h và

vi khuaii lại ơi dộng Lông quay q u a n h tr ụ c dài của nó giúp cho vi k h u ẩ n

di

dộng-Vi k h u â n vận động đên nơi có lợi và đi xa nơi b ấ t lợi cho nó N h ư n g do cớ

c h ế nào thi h iệ n nay người ta chưa rõ Có th ể các p h â n tủ tiếp n h ậ n (receptor)

tr ê n m àng sin h c h ấ t đã đóng vai trò này

Cấu trúc: Pili có cấu trú c n h ư lông n h ư n g n g á n và mỏng hơn.

Chức nảng: dự a vào chửc nồng, lìgưòi ta chia pili làm 2 loại:

- Pili giới tín h hay pili F (ĩertility) chí có ỏ các vi k h u â n đực d ù n g đế vận chuyến c h ấ t liệu di tru y ề n sa n g vi k h u ẩ n cái Mỏi vi k h u ẩ n đực c h i co một pili này

- Pili chung: là n h ữ n g pili dùng để bám Vì th ê ngưòi t a còn gọi pili là C(<

q u an đế b á m củ a vi k h u ẩ n Mỗi tê bào vi k h u ẩ n có th è có tới h à n g trã m pili này

Nhò pili n à y vi k h u ẩ n có thê bám lên bể m ặ t môi trư ờn g lóng hoộc tê bào

K hả n ả n g gây bện h c ủ a vi k h u ấ n lậu cũ n g liên q u a n V Ó I sự có m ặt củ a pili Các vi k h u ẩ n có pili dễ d à n g bám vào các tê bào có m à n g n h â n

2.8 N h a b à o ( s p o r e h a y e n d o s p n r e )

Nhiều loại vi k h u ẩ n có khà n à n g tạo n h a bào k h i điểu k iệ n sông khônp

th u ậ n lợi Mỗi vi k h u ẩ n chỉ tạ o được một n h a bào Khi điểu kiện sông t h u ậ n lợi, n h a bào vi k h u ẩ n lại n á y m ầm đề đư a vi k h u ẩ n trở lại d ạ n g sm h sán, Cấu trú c tìha bào:

O: Vỏ ngoài

Sd đố cáu trúc nội

n h a b à n (s n d o s p o re )

- Lôp vỏ (trong và ngoài)

bao bên ngoài màng n h a bào

- Hai lớp áo ngoài và tro n g bao h a i lớp vách

Sự để k h á n g với các yêu tò lý hóa cú a n h a bào là do m ộ t sô th a y đối vê

th à n h p h ầ n hóa học c ủ a n h a bào quy định; acid dipicolinic chiếm 20% n h a bào, ion Ca^’, cystein, tỷ lệ nước th ấ p (10-20%), sự tổng hỢp ADN d ừ n g lại vã

sự phiên mã cũ n g bị ức chế Sự tồn tại lâu (có th ể 150.000 n í m ) liên q u a n đ ế n

sự m ất nưàc và không th ấ m nước nên không chuyền hóa của n h a bào,

3 S IN H L Ý C Ủ A V I K H ư Ẩ N

Vi k h u ẩ n cũ n g là m ột s in h vật, n ê n c h ú n g cũ n g có k h ả n ă n g d in h dưỡng,

hô hấp, ch u y ển hóa và s in h sả n n h ư các s in h v ậ t khác

3 Ỉ D in h d ư ỡ n g c ủ a vi k h u ẩ n

3.1.1 N h u c ầ u d i n h d ư ỡ n g

T rong q u á t r ì n h sin h sả n và p h á t triển , vi k h u ẩ n đòi hỏi p h ải có nhiểu thức á n vỏi tỷ lệ tư ơng đối cao so với trọ n g lượng củ a cơ th ể Ngưòi chỉ cần một lượng thức ă n b à n g 1% trọ n g lưọng củ a cơ th ể, còn vi k h u ẩ n cần m ột lượng thức â n b à n g trọ n g lượng cơ th e nó, vì vi k h u ẩ n s in h s ả n p h á t triể n r ấ t n h a n h ,

ch ú n g cần n h ữ n g thứ c ỉin đê tạo ra n ã n g lượng và n h ừ n g thức ă n để tổ n g hdp

N hữ ng thử c â n n ày bao gồm các nitơ hóa hỢp (acid a m in hoặc muối amoni), carb o n hóa hợp thư ờ ng là các ose, nưóc và các muôi khoáng ở d ạ n g ion n h ư PO|H , C1 SO , K ', Ca'*, Na* và một số ion kim loại hiếm ỏ nồng độ r ấ t th ấ p (M n‘-, F e” , C o")

R ất n h iề u vi k h u ẩ n p h â n lập tro n g tự n h iê n có th ể tống hỢp đưỢc mọi enzym từ một hỢp ch ấ t carb o n độc n h ấ t để h ìn h th à n h n h ủ n g c h ấ t c h u y ển hóa cản th iế t th a m gia tro n g quá tr ìn h ch u y ển hóa

3.2.1 H ô h ấ p h i ế u k h i h a y là o xy h ó a : n h iề u loại vi k h u ẩ n d ù n g oxy của

khi tròỉ đé oxy hóa lại coenzym khử

3.2.2 lĩ ũ h ấ p k ỵ k h i : Iitộl sô' vi khuẩii kliòitg Ihể sù đ ụ n g uxy tụ du lam c h ấ l

n h ậ n điện tứ cuối cùng, C h ú n g không thê’ p h á t triển được hoậc p h á t triể n r ấ t kém khi môi trư ờ n g có oxy tự do vì oxy độc đôi vói chúng N hữ ng vi k h u ẩ n này đước gọi là vi k h u a n kỵ k h i tu y ệ t đôi, c h ú n g không c6 cytocrom oxidase và không có to à n bộ hay một p h ầ n của chuỗi cytocrom

3.2.3 H ô h ấ p h i ế u k ỵ k h i t u ỳ ngộ: m ột số vi k h u ẩ n h iế u k h í có t h ể hô hấp

theo kiẻu lên m en ta gọi c h ú n g là hiếu kỵ k h í tu ỳ ngộ

3.3 C h u y ể n h ó a c ủ a v i k h u ẩ n

Vi k h u ẩ n r â t nhỏ bé n h ư n g sin h s ả n p h á t tr iể n r ấ t n h a n h chóng, do chiing có hệ th ố n g enzym phức tạp Mỗi loại vi k h u ẩ n có một hệ th ố n g enzym riêng, nhò có hệ th ô n g enzym này m à vi k h u ẩ n có th ể d in h dưõng, hô h à p và

ch u y ể n hóa đê s in h sả n và p h á t triển

- Chuyển hóa đưòng: đường là m ột c h ấ t vừ a cu n g cấp n ă n g lượng vừ a cung câ'p n g u y ê n liệu để cấu tạo, C hu y ển hóa đưòng tu á n iheo một q u á trìn li phức tạp , từ polyozid đ ế n ozid q u a glucose rồi đến p v ru v at: lactose •> glucose -> esteglucose-6-phosphoric -> p y ru v at P y ru v a t đóng vai trò

tr u n g tá m tro n g q u á tr in h ch u y ên hóa các c h ấ t đường

- Chuyển hóa các c h ấ t đạm: các c h ấ t đ ạm cũ n g được chuyen hóa theo một

q uá tr ì n h phức t ạ p từ alb u m in đ ến acid amin;

A lbum in •> p ro te in •> pepton -> polypeptid -> acid amin

- Các c h ấ t được hỢp th à n h : ngoài n h ữ n g s ả n p h ẩ m chuyến hóa tro n g quá

tr ìn h đồng hóa tr ê n và ngoài các c h ấ t là tH ành p h ầ n c ú a b ả n th â n vi

k h u ẩ n , còn có một số c h ấ t được h ìn h th àn h :

+ Độc tố: p h ầ n lớn các vi k h u ẩ n gây b ệ n h tro n g quá tr ì n h s ín h s ả n vã

p h á t triể n đã tô n g hỢp nên độc tô

+ K h á n g sinh: m ột số vi k h u ẩ n tổ n g hỢp được c h ấ t k h án g sinh, c h ấ t n à y

có tác d ụ n g ửc chê hoậc tiêu d iệt các vi k h u ẩ n khác loại

+ C h ấ t gây sô’t: m ột sò vi k h u ẩ n có k h ả n ả n g sả n sin h r a m ột c h ấ t t a n vào nưóc, k h i tiêm cho người hay súc v ậ t gáy n ê n p h á n ửng sôt

+ Sắc tố; một số vi k h u ẩ n có k h ả n ă n g s in h r a các sắc tố n h ư m à u v à n g của t ụ cầu, m à u x a n h của trự c k h u â n m ủ xanh

+ V itam in: m ột số vi k h u ẩ n đặc biệt (đặc biệt ]à E coli) củ a người và súc

v ậ t c6 k h ả n ă n g tổng hợp được v ita m in (C, K )

3.4 P h á t t r i ể n c ủ a v i k h u ẩ n

Vi k h u ẩ n m uốn p h á t triể n đòi hỏi p h ải có môi trư ờn g v à n h ữ n g điểu k iệ n

th ír h hộp Một tè’ bào vi k h u ẩ n rìê n e rẽ th ì râ't nhỏ, nhưnK vi k h u ẩ n s in h s à n

p h á t triể n r ấ t n h a n h T ín h châ't p h á t triể n này cho ph ép ta n g hiên cửu cả một

q u ầ n Ihể vi k h u ẩ n chử không phải từ n g vi k h u ẩ n riê n g lẻ

3 4.1 S ự p h á t t r i ể n c ủ a v i k h u ẩ n

t r o n g m ô i tr ư ờ n g lỏ n g

Trong vi s in h v ậ t y học, môi trường

lỏng chỉ có giá tr ị khi nó chứa một chủng

vi k h u ẩ n (nghĩa là chì có một clon), và

n h ư vậy t a có được một canh kh u ẩ n

thuần kh iết để nghiên cửu.

N ếu kẻ dường biểu diễn sự p h á t

triể n theo phương trìn h , ta có một

đường biểu diễn vói tr ụ c tu n g nử a

ỉogarit giúp t a dễ d à n g p h ả n tích hơn

Hình 10 Các giai đoạn phát triển của vi khuẩn trong môi trường lỏng

T rê n dường biểu diễn củ a h ìn h dạn g điển h ìn h của sự p h á t tr iể n có th ể chia

t h à n h 1 giai đoạn liên tục là: (1) thích ứng, (2) tă n g th e o h àm sô' mù, (3) dừng tối da và (4) su y t à n (xem sơ đổ)

3.4.2 S ự p h á t t r i ể n c ủ a v ỉ k h u ẩ n tr o n g m ô i tr ư ờ n g đ ặ c

Càu tạo hóa học củ a môi trường đặc giôVig n h ư môi trư ờn g lỏng, chỉ khác

là có th ê m c h ấ t để cho r ắ n lại (th ư àn g d ù n g là thạch) Nêu r ia cấy vi k h u ẩ n

tr ê n mỏi trư ờ n g đặc để vi k h u ẩ n nọ đ ủ cách xa vi k h u ẩ n kia, th ì mỗi vi k h u ẩ n

sẻ h ìn h th à n h m ột k h u ẩ n lạc riên g rẽ Mỗi k h u ẩ n lạc là một clon t h u ầ n khiết, gồm n h ữ n g tê bào t ừ m ộ t t ế bào mẹ sin h ra.

- D ạng R (từ tiế n g Anh: rough = xù xì): k h u ẩ n lạc th ư ò n g dẹt, bò đều hoặc

n h ả n nheo, m ậ t xù xì, khô (dễ tá c h t h à n h m ả n g h a y cả khối)

3.5 S i n h s ả n

Vi k h u ẩ n s in h sả n theo kiểu song p h â n , từ một t ế bào mẹ tá c h t h à n h hai

t ế bào con Sự p h â n chia b ắ t đ ầ u từ n h iễ m sắc th ể c ủ a vi k h u ẩn ; sa u đó m àng

sm h ch ất và vách tiến sâ u vào, ph ân ch ia t ế bào làm h a i phần, h ìn h th à n h hai

t ế bào con Thòi gian p h ả n bào của các vi k h u ẩ n th ư ò n g là 20 p h ú t đ ế n 30

p hút, riên g vi k h u ấ n lao k h o ản g 30 giò là m ột th ê

hệ-T ự L Ư Ợ N G G IÁ

l- Vẽ các loại h in h th ể và giải th íc h ý n g h ĩa củ a h ìn h th ể vi k h u ẩ n ?

2 Vẽ sơ đồ cấu trú c tẽ bào vi k h u ẩ n và t r ì n h bày chức n ă n g củ a các

th à n h p h ầ n đó?

3 So s á n h sự giống và khác n h a u giữa t ế bào vi k h u ẩ n và t ế bào người?

1 T rìn h bày các loại hô hấp, chuyển hóa, sin h s ả n và p h á t triể n củ a vi

k h u ẩ n ?

5 Giải th íc h ý n g h ĩa c ủ a các loại hô hấp, ch u y ển hóa, s in h sả n và p h á t triể n triể n của vi k h u ẩ n ( đôl vối vi k h u ẩ n và ứ n g d ụ n g thực tế)?

DI TRUYỂN VI KHUẨN

M Ụ C T IẼ U

1 Trinh bày được đ ịn h nghĩa đột biến à vi kh u ẩ n , 4 tín h chất của đột biển yà ửng dụng hiểu biết này trong việc sử d ụ n g kh á n g sinh.

2 Trinh bày đưỢc sự tái t ổ hợp chất liệu d i truyền trên nhiễm sắc thê của vi khuẩn

do 3 h ìn h thức vận chuyền d i truyền: biến nạp, tiếp hợp và tải nạp (định nghĩa, điều kiện xảy ra và kết quả).

3 Trinh bày được định nghĩa p la sm ỉd và transposon; đặ c điểm cấu tạo và vai trò cùa chúng đổì với 8ự lan truyền gen đ ề kh á n g ở vi khuẩn.

1 D! TRUYỀN

Di tru y ề n là sự báo tồn dặc t í n h (đặc t i n h ổn đ ịn h ) q u a n h iể u t h ế hộ Cơ

sỏ của sự bảo tồn đạc tín h là sự sao ch ép c h ấ t liệu đi tr u y ề n (ADN) dự a trê n

Trưỏc h ế t cần p h â n biệt với n h ữ n g b iế n dị k iê u h ì n h (modification); đó là

n h ữ n g biến đổi bề ngoài do sự th ích ứ n g củ a m ộ t q u ầ n t h ể có c ù n g kiểu gen tro n g n h ũ n g điều kiện ngoại c ả n h k h á c n h a u , v í d ụ các vi k h u ẩ n duy trì (p ersiste n t) tro n g các ổ áp xe Biến dị k iể u h in h k h ô n g b ể n và k h ô n g di tru y ể n

2.1 D o đ ộ t b i ế n ( n h ử i i g b i ế n d ổ i k i ể u g e n )

Đ ị n h n g h ĩ a : đ ộ t biên (m u ta tio n ) là sự th a y đối đ ộ t ngột m ột tín h ch ất

cù a cá th ế tro n g q u ầ n t h ể đồng n h ấ t Đ ộ t biến di tr u y ề n được, do dó có một clon mới dược h ìn h t h à n h từ cá th ế đặc b iệ t này và điều đó n g h ĩa là sẽ x u ất

h iện một biến c h ù n g ( m u ta n t ) t ừ c h ủ n g h o a n g dại (vviidtype) ban đầu

Một sò đột biến có ý n g h ĩa q u a n tr ọ n g đối với vi s in h y học là n h ữ n g đột biến k h án g k h á n g sin h , k h á n g p h ag e; đ ộ t biến th a y đổi cấu trú c k h á n g

n guyên; m ấ t tín h di đ ộ n g hoặc s ả n x u ấ t d ư th ừ a s ả n p h ẩ m chuyen hóa

C ác t i n h c h â t r ủ a d ô t b iê n

- H iếm : tâ’l cả các đ ộ t b iế n đểu h iế m th ấ y và xảy r a không đểu, Sô’ biến

chùng trong một q u ầ n th ể gọi là tầ n sô' biến ch ủ n g (m u tan ts írequency) Tần sỏ biến c h ủ n g cho mỗi đặc tín h â mỗi cá th ể là khác nhau, có th ế từ

10 ’-10 Xác s u ấ t x u ã t hiện m ột đột biến trê n một t ế bào trong một t h ế hệ gọi là s u ấ t dột biên (m utation rate) S u ấ t đột biến ngẫu nhiên cho một gen

n h ấ t đ ịnh k h o ản g 10 ^ và cho m ột cặp nucleotid n h ấ t định khoảng 10

- Vừng bền: đặc t i n h d ộ t biến di t r u y ề n cho th è hệ sau, mặc d ù c h ấ t chọn

lọc không còn n ừ a Biến đảo là đ ộ t biên củ a biến chùng, k ế t q u ả biến

ch ú n g mới sẽ g ầ n giông hoặc giông h ệ t c h ủ n g h o a n g dại b a n đầu

- N gẫu nhiên:

Đôt biên có s ẵ n trước k h i có n h â n tô ch ọ n lọc tác động Điển h ìn h là kiểu

đ ộ t biến một bước (one-step m u ta tio n - hoặc kiểu streptom ycin), ở đây mức độ

đề k h á n g không p h ụ th u ộ c vào n ồ n g độ k h á n g sin h được tiếp xúc, ví d ụ đột biến k h á n g strcp to m y cin , rifam p icin , acid nalidixic, erythrom ycin

Đột biến n h iể u bước (m u lti-s te p m u ta tio n - hoặc kiểu penicillin) xảy ra cltậni và lừiìt; bướt một; ỏ đây mức độ đổ k h á n g có p h ụ thuộc vào nồng độ

k h á n g sin h đưỢc tiê p xúc, ví d ụ đ ộ t b iế n k h á n g penicillin, cephalosporin, totracvclin, ch lo ram p h en ico l

Nếu lượng k h á n g s in h th ấ p , k h ô n g đ ủ để tiêu diệt được vi k h u ẩ n thì có thô chinh nó lại là yếu tô' kích th íc h đột biến, tạo r a đột biến cảm ứ n g và lúc

n à v s u ấ t dột biến sẽ cao hơn đ ộ t biến n g ẫ u n h iê n ; hoặc chính nó trỏ th à n h yếu

tố chọn lọc r a n h ữ n g dòng vi k h u ẩ n để k h á n g cho n h ũ n g đột biến tiế p theo với mức độ đề k h á n g cao hơn Vì vậy, ứ n g d ụ n g hiểu b iết n à y trong điều tr ị bện h

n h iễ m kh u ẩn : k h á n g s in h p h ả i được d ù n g đ ủ liêu lượng

- Độc lập và đ ặ c h iệ u : nói c h u n g đ ộ t b iế n m ột tín h ch ất n à y k h ô n g ả n h

hưởng dến đột biến t í n h c h ấ t k h á c Xác s u ấ t m ột đột biến kép (đột biến hai tin h chất) b à n g tích s ố xác s u ấ t h a i đ ộ t biến đơn tương ứng Ví dụ: Hai tín h c h ấ t A và B; s u ấ t đ ộ t b iế n A -> a là 10 * và B b là 10 ’, thì

s u ấ t đột biến AB -> a b là 10 M ộ t ứ n g d ụ n g điển h ìn h là việc phôi hdp

k h á n g s in h tro n g đ iể u t r ị b ệ n h lao

2.2 D o t á i t ổ h ợ p k i n h d i ể n (classical recom bination) c h ả 't l i ệ u d i t r u y ề n

+ Vi k h u ẩ n cho p h ải bị phá vd (ly giải)

+ N hiễm sác th ể củ a nó được giải phóng và bị cắt t h à n h n h ũ n g đoạn ADN nhỏ

+ Vi k h u ẩ n n h ậ n p h ải ỏ trạ n g th á i s in h lý đậc biệt (competent, k h ả biến) cho p h é p n h ữ n g m ả n h ADN xâm n h ậ p vào t ế bào

- H ai ^ a i đo ạn xảy r a trong q u á tr ì n h biến nạp;

+ N h ậ n m ả n h ADN và

+ Tích hợp m ả n h ADN đã n h ậ n vào nhiễm sắc th ể qua tái tổ hỢp k inh điển

Ví dụ: biến n ạ p đặc tín h h ìn h th à n h vỏ của Streptococcus p n eu m o n ia e

(thực nghiệm in vivo c ủ a GriíTith n ảm 1928 và in vitro của Avery, Macleod và

M cC arty n ă m 1944) H iện tượng biến n ạ p còn được q u a n s á t th ấ y ỏ

H aem o p h ilu s, năo mô cầu, tiên cầu

Kỹ t h u ậ t biến n ạ p được áp d ụ n g tro n g công ng h ệ s in h học là biến n ạ p

gen tổng hợp in s u lin vào t ế b à o £ coli hoặc n ấ m m en để sả n x u ấ t insuỉin.

2.2.2 T iế p h ơ p (Conjugation)

Định nghĩa: là sự vận chuyển c h ấ t liệu di tru y ề n từ vi k h u ẩ n đực sa n g vi

k h u ẩ n cái k h i hai vi k h u ẩ n tiếp xúc vỏi n h a u (xem h ìn h 12)

Ba giai đoạn xảy r a tro n g quá tr ìn h tiế p hỢp;

- Tiếp hợp hai tê bào qua cầu giao phôi (pìli giới tính)

Hinh 12 Sỡ đổ biểu diễn sự tiểp hợp cCia haí biển chủng 1 (th r leu met* bio*) và

2 (thr‘ leu* m el b io ) hinh thầnh vi khuẩn tái tổ hợp (thr* leu* m et' b io')

Chu thich: chùng 1 là bién chủng khỏng tự (ổng hợp đươc th r le u chủng 2 là bién chủng khỏng lự

tổng hop đưọc m et b io Vi khuẩn tái tổ hợp tự tổng họp dược toàn bộ acid amin nén m ọc được trên

môi trường tối thiểu (không có chát hữu co, chỉ có NH,CI là nguốn cung cấp nito).

Điểu kiện xảv r a tiếp hỢp: một vi k h u ẩ n p h ải có yếu tô giới tín h F (Pertilitv factor) tửc là có pili giới tín h làm cầu giao phối; n h ữ n g vi k h u ẩ n có yêu tô F gọi là vi k h u á n đực F ’, vi k h u ấ n khòng có yếu tố F gọi là vi k h u ẩ n cái

F Yếu tô F có th é tồn tại ò 3 tr ạ n g thái: F ', H fr hoặc F

- F*: yếu tô F n ằ m tro n g nguvên tương

- Hfr: yếu tố F tích hỢp vào nhiễm sác th ể

- F : sau khi vẽu tô' F tích hợp vào nhiễm sảc thể, lại rời ra, n ằ m tự do trong nguvên tương n h ư n g có mang theo một đoạn /VDN của nhiễm sắc thê

Tiếp hợp th ư ò n g xảy r a giữa n h ữ n g vi k h u ẩ n cù n g loại n h ư n g củ n g có th ế

xảy ra giữa n h ữ n g vi k h u ẩ n khác loại n h ư E coli vói S a lm o n c lla hoậc S h ig e lỉa

n h ư n g tầ n số tá i tổ hỢp th ấp

2.2.3 T ả i n ạ p ( T r a n s d u c t i o n )

Định nghĩa; là sự vận chuyển c h ấ t liệu di tr u y ề n từ vi k h u ẩ n cho n ạ p vào

vi k h u ẩ n n h ậ n nhờ phage,

Thí n ghiệm củ a Z in đ er và L ederberg 1952: h a i biến c h ủ n g sa lm o n ella

try 'h is' và salm onella try h i s ' được tạo r a để ph ụ c v ụ thí n g h iệ m n à y ; vì

không tự tổng hỢp được acid am in hoặc try hoặc h is, h ai biên c h ủ n g này k h ô n g

mọc được tr ê n môi trư ờn g tôi th iể u Họ sử d ụ n g một ôVig n g h iệ m h ìn h chữ ư , giữa 2 n h á n h là m ột m à n g ng án có k h e hỏ 0,5|i (vi k h u ẩ n sa lm o n ella k h ô n g đi qua được) Cho mỗi c h ủ n g S alm onella vào m ột n h á n h của ố n g nghiệm h ìn h chữ ư và cho p h ag e : ủ â'm Sau đó lấy m ột số m ẫ u ở mỗi n h á n h r a nuôi cày;

k ế t quả cho th ấ y có vi k h u ẩ n p h á t tr iể n tr ê n môi trư ờ n g tối t h i ể u vói tầ n s u ấ t

lO"* Điểu này ch ứ n g tỏ : nhờ phage q u a đưỢc m à n g lọc m à a le n t r y ' cù a c h ủ n g

try^his' được tả i sa n g và n ạ p vào vi k h u ẩ n n h ậ n tr y 'h is ' hoặc a le n h is ' c ú a \'i

k h u ẩ n trỵ his* được tả i n ạ p vào vi k h u â n try^his' và trở th à n h t r y 'h i s '.

gen k h ác n h a u củ a salm onella.

Tải n ạ p c h u n g ho àn chỉnh: đoạn gen m a n g s a n g được tíc h hợp vào n h iễ rn sắc th ể của vi k h u ẩ n n h ậ n q u a tái tổ hợp, do đó đưỢc n h â n lên c ù n g n h iễ m s ắ c

th ể và có m ặ t ở các t h ế hệ sau

Tải n ạ p c h u n g k h ô n g ho àn chỉnh: đoạn gen m a n g sa n g k h ô n g được n ạ p vào nhiễm sắc th ể củ a vi k h u ẩ n n h ậ n , do đó không c ù n g được n h â n lên và c h i

n ằm ỉại ỏ m ột t ế bào con k h i vi k h u ẩ n p h â n chia Đặc tín h củ a g e n đưỢc m a n g

s a n g vẫn được biểu hiện r a kiểu h ìn h song chỉ ở m ột tê bào d u y n h ấ t H iệ n tượng này h a y gập hơn tả i n ạ p hoàn chỉnh

2.3 Do p l a s m i d

tĐịnh nghĩa: plasm id là n h ừ n g p h á n tử ADN d ạ n g vòng tr ò n nảm ngoồii nhiễm sắc th ế và có k h ả n ă n g tự n h ả n lên

Hỉnh 13 Mô hình so sánh độ lớn cùa vi khuẩn với nhiềm sắc thể và plasmid

Vi khuẩn - đáu mũi tên, néu dài 2 cm thl ADN nhiễm sắc thể (dưới cùng) dài 13 m: Hai plasmid

có độ lớn khác nhau (trỗn cùng)

Sự n h â n lên củ a p lasm id phôi

hớp nhịp n h à n g vài sự n h â n lên của

nhiễm sắc th ể , nhò dó m à số lượng

plasm id /n h iềm sảc th ê ở tẽ bào con

luôn ổn đ ịn h v à giống t ế bào mẹ

Độ lớn của plasmid: nhỏ hơn

Sò lượng các b ả n sao (copy

n u m ber) của plasmid trong một tê

b à o c ó k h á c n h a u ; p l a s m i d v ỏ i t r ọ n g

lượng phân tử lỏn thì có ít bản sao, ví

dụ plasmid R l có trọng lượng 58 MD

(megadalton) chi có 3-4 bản sao;

plíismid vói trọng lượng ph ân tử nhỏ

thi có thể có nhiều bản sao hơn, vi dụ

Một số plasm iđ lởn có th ể m ang bộ gen tra (transfer) hoặc RTF (Resistance

T ra n sfe r Pactor) sẽ có k h ả n ả n g tiếp hỢp được vói vi k h u ẩ n khác và tự tru y ề n

c h ấ t liệu di tr u y ề n sa n g vi k h u à n n h ậ n , gọi là n h ữ n g pỉasm id (ra ' (h ìn h .a) Một sô p lasm id n h ỏ không có bộ gen íra n h ư n g có th ể có gen mob (mobilízation) sẽ g á n được vào một plasm id tra* nào đó và cù n g được dẫn

Iru y ề n (mobiIization) sa n g vi k h u á n n h ậ n Các gen n ằ m trê n p ỉasm id cũ n g có

th ể được tr u y ề n sa n g vi k h u ẩ n k h ác k h i vi k h u ẩ n bị li giải, giải phóng plasmid-ADN (biến nạp) hoặc nhờ phage (tái nạp)

N hư vậy c h ấ t liệu di tr u y ề n tr ê n plasm id không n h ữ n g được tr u y ề n (dọc) qua các th ẻ h ệ m à còn có th ể được la n tr u y ề n (ngang) t ừ vi k h u ẩ n nọ sa n g vi

k h u ẩ n kia q u a các h ìn h thứ c tiếp hợp, biến n ạ p hoặc tả i nạp H iện tượng tiếp