1. Vi nấm
Các cơ thể nấm với cấu tạo thành tế bào, kiểu trao đổi chất và hệ enzyme khác biệt với các cơ thể nhân chuẩn khác (thực vật, động vật) và khác xa với cơ thể nhân sơ nên từ lâu đã được xếp thành một giới riêng - đó là giới nấm (Kingdom Fungi).
Có 3 danh từ thường dùng để chỉ nấm là: nấm men (Levures, Yeasts), nấm mốc (Moisissures) và nấm lớn hay nấm có quả thể. Trong vi sinh vật học, vi nấm được hiểu là các nấm có cơ thể hiển vi, bao gồm hai nhóm:
- Nấm đơn bào hay nấm men. - Nấm sợi hay nấm mốc.
1.1. Nấm men (Levures, Yeasts)
Nấm men là nhóm nấm cơ thể đơn bào, nhân chuẩn, hiển vi. Nấm men có thể thuộc về 3 lớp nấm là nấm túi (Ascomycetes), nấm đảm
(Basidiomycetes) và nấm bất toàn (Deuteromycetes). Trong số 75.000 loài
nấm hiện biết thì có hơn 500 loài nấm men thuộc khoảng 50 giống. Nấm men có hình trứng, quả dưa chuột đứng riêng lẻ hoặc tập hợp thành sợi dễ gẵy, kích thước tế bào từ 7 - 10μm.
Trên môi trường sống, có những loại nấm men sinh các sắc tố đặc trưng nhưđỏ, vàng… Nấm men sinh sản vô tính bằng đâm chồi hoặc phân chồi, giữa quá trình này có thể sinh sản hữu tính. Nấm men có 3 dạng chu trình sinh học:
- Chu trình đơn bội - lưỡng bội như loài Saccharomyces cerevisiae. - Chu trình ưu thế lưỡng bội như loài Saccharomycodes ludgyzii. - Chu trình ưu thế đơn bội như ở loài Schizosaccharomyces
octosporus.
Nhờ kính hiển vi điện tử khoa học đã thấy có sự khác nhau về thời gian hình thành thoi vô sắc trong sinh sản vô tính ở nấm men phân đôi và nấm men đâm chồi.
Nấm men nhân đôi thì trong chu kỳ phân bào cũng có các giai đoạn G1, S, G2 và M như sinh vật nhân chuẩn. Trong khi màng nhân chưa được phát tán, các thoi vo sắc của mitose được hình thành trong nhân và thể nhiễm sắc được đưa về hai cực, sau đó mới hình thành vách ngăn tạo thành hai tế bào riêng.
Ở nấm men đâm chồi có các pha G1 và S bình thường, nhưng thoi vô sắc ởđây được hình thành rất sớm ngay cuối pha S làm cho pha G2 không bình thường (ngắn lại) và trong khi chưa hình thành hai nhân thành tế bào đã bắt đầu gấp lại.
Cơ chế tách các thể nhiễm sắc ở phân bào có tơ của nấm men là nhờ các thoi vô sắc mà các thể nhiễm sắc trượt về hai đầu được diễn ra trong nhân. Trong khi ở phân bào vô tơ của các vi khuẩn, các thể nhiễm sắc con được hình thành vẫn đính lên màng sinh chất và chỉ được tách ra nhờ sự phát triển và phân vách của màng.
So sánh cấu tạo tế bào nấm men và tế bào vi khuẩn ta thấy có sự tiến hóa nhảy vọt từ cơ thể nhân sơ chuyển thành cơ thể nhân chuẩn. Cùng với sự tiến hóa về nhân và cơ chế phân chia nhân (nhân có màng, có các thể nhiễm sắc, phân bào có tơ…) ở cơ thể nhân chuẩn xuất hiện nhiều cơ quan tử không thấy ở các cơ thể nhân sơ như ty thể, lục lạp (ở cơ thể nhân chuẩn quang hợp)… Nghiên cứu các đặc điểm của cơ quan tử ta thấy rất nhiều điểm giống cơ thể nhân sơ như DNA mạch vòng (DNA nhân mạch thẳng), không có protein histone (thể nhiễm sắc trong nhân có histone),
ribosome 70 S (trong tế bào là 80S) và phân bào trực phân trong khi tế bào
phân bào gián phân.
Mặt khác, khoa học còn tìm thấy một ít loài động vật nguyên sinh
nhưMicrosporidia và Giardia là những đơn bào nhân chuẩn kị khí còn lại
cho đến nay, không có ty thể, những cơ thể này đại diện cho một nhánh tiến hóa tiêu giảm không ty thể của các cơ thể nhân chuẩn, kị khí so với nhánh tiến hóa phát triển của các cơ thể nhân chuẩn hiếu khí.
Con đường tiến hóa hình thành ty thể trong các cơ thể nhân chuẩn hiếu khí được thúc đẩy nhanh hơn khi hàm lượng oxy trong khí quyển tăng lên. Người ta cho rằng một con đường tiến hóa để hình thành ty thể trong tế bào nhân chuẩn là do sự tiếp xúc của các vi khuẩn nội cộng sinh
(endosymbiotic bacteria), những tế bào nhân chuẩn mang trong mình vi
khuẩn hiếu khí nội cộng sinh, sau những thời kỳ nội cộng sinh kéo dài, có sự chuyển gen từ vi khuẩn vào nhân và chỉ còn lại một số gen tự trị trong ty thể, đó là tế bào nhân chuẩn hiếu khí mang ty thể như ngày nay.
Ngoài những cấu tạo đặc biệt của nấm men so với vi khuẩn, thành tế bào của nấm cũng là một nét rất đặc trưng. Thành tế bào nấm có đến 80%