Nhân của vi khuẩn

Vi khuẩn không có nhân điển hình vì không có màng nhân, nhưng có cơ quan chứa thông tin di truyền đó là nhiễm sắc thể (chromosome) tồn tại trong nguyên sinh chất. Bản chất nhiễm sắc thể là ADN có chiều dài khoảng 1 mm, khép kín, trọng lượng 2 tỷ dalton (2 x 109) chứa khoảng 3000 gen, được bao bọc bới protein kiềm. Nhiễm sắc thể có hình cầu, hình que hay hình chữ V, sao chép theo kiểu bán bảo tồn dẫn đến sự phân bào. Tuy nhiên, sự phân bào còn phụ thuộc vào sự phân chia màng sinh chất và vách tế bào.

Ngoài nhiễm sắc thể, một số vi khuẩn còn có yếu tố di truyền ngoài nhiễm sắc thể đó là các loại plasmid và transposon.

Chất nguyên sinh (cytoplasma)

Chất nguyên sinh của vi khuẩn chứa những thành phần hoà tan như protein, peptid, acid amin, vitamin, ARN, ribosom, các muối khoáng, một số nguyên tố hiếm và sắc tố, ngoài ra nó còn chứa các hạt vùi. Bản chất hạt vùi là những không bào chứa lipid, glycogen và một số chất có tính đặc trưng cao với một số loại vi khuẩn. Vì vậy, nó có ý nghĩa trong chẩn đoán như ở vi khuẩn bạch hầu có hạt vùi chứa polymetaphosphat.

Tuy nhiên nếu so với tế bào của vi sinh vật có nhân điển hình (eucaryote), nguyên sinh chất của vi khuẩn không có ty lạp thể, lưới nội bào và cơ quan phân bào.

Màng nguyên sinh (cytoplasma membrane)

Màng nguyên sinh là một lớp màng mỏng có tính đàn hồi, bao gồm 60% protein, 40% lipid chủ yếu là các phospholipid. Màng nguyên sinh thực hiện một số chức năng quan trọng quyết định sự tồn tại của tế bào vi khuẩn như:

- Là nơi hấp thụ và đào thải chọn lọc các chất qua 2 chơ chế khuyếch tán bị dộng nhờ áp lực thẩm thấu với những chất có phân tử lượng thấp và vận chuyển chủ động để thực hiện với những chất có phân tử lượng cao.

- Là nơi tổng hợp các enzym ngoại bào để phân hủy các chất có có phân tử lượng quá lớn không thể vận chuyển qua màng thành những chất có phân tử lượng thấp hơn để dễ hấp thu.

- Là nơi tổng hợp các thành phần của vách tế bào.

- Là nơi tồn tại của hệ thống enzym tế bào, thực hiện các quá trình năng lượng chủ yếu của tế bào vì không có ty lạp thể.

- Tham gia vào quá trình phân bào nhờ các mạc thể (mesosome) vì là nơi gắn các nhiễm sắc thể, mạc thể thường gặp ở vi khuẩn gram (+).

Vách (cell wall)

Vách tế bào có ở mọi vi khuẩn trừ Mycoplasma.

Cấu trúc của vách vi khuẩn

Vách tế bào là bộ khung vững chắc bao bên ngoài màng sinh chất, được cấu tạo bới đại phân tử glycopeptid, được tổng hợp liên tục bao gồm đường amin và acid amin. Các acid amin khác nhau tùy từng vi khuẩn. Chính vì vậy, vách của các vi khuẩn Gr(+) và Gr(-) có những đặc điểm khác nhau.

Chức năng của vách vi khuẩn

Chức năng quan trọng nhất của vách vi khuẩn là duy trì hình dạng vi khuẩn. Sự khác nhau về thành phần vách tế bào của các loại vi khuẩn khác nhau có thể là nguyên nhân của tính chất ưa các loại thuốc nhuộm khác nhau. Đối với vi khuẩn Gr (+) do vách của vi khuẩn dầy, nên phức hợp iod-gentian không thể thấm ra ngoài sau khi vi khuẩn đã bị tẩy bằng cồn, nên vi khuẩn Gr (+) vẫn giữ được mầu tím, còn vi khâẩn Gr(-) bị mất mầu này sau khi tẩy cồn.

Vách vi khuẩn quyết định tính chất kháng nguyên thân của vi khuẩn, là cơ sở để xác định và phân loại vi khuẩn.

Vách tế bào là nơi tác động của nhóm kháng sinh beta lactam, đồng thời là nơi tác động của lysozym.

Ngoài ra, vách tế bào còn là nơi tiếp nhận (receptor) đặc hiệu cho thực khuẩn thể (bacteriophage), có ý nghĩa quan trọng trong phân loại vi khuẩn.

Vỏ (capsule)

Vỏ của vi khuẩn là một lớp nhầy lỏng lẻo, không rõ rệt bao quanh vi khuẩn, được quan sát bằng phương pháp nhuộm mực nho. Chỉ có một số loài vi khuẩn và trong những điều kiện nhất định mới hình thành vỏ. Khuẩn lạc của những vi khuẩn có vỏ thường nhầy, ướt và sáng.

Vỏ của vi khuẩn đóng vai trò bảo vệ cho vi khuẩn trong những điều kiện nhất định. Ngoài ra, vỏ của vi khuẩn còn có gữi được khả năng gây bệnh của vi khuẩn, ví như các chủng phế cầu không tổng hợp được vỏ đều không có khả năng gây bệnh vì chúng nhanh chóng bị thực bào bởi cơ chế bảo vệ của cơ thể.

Lông (flagella)

Lông là những sợi protein dài và xoán tạo thành từ các acid amin dạng D. Lông là cơ quan di dộng trong môi trường thích hợp, nó chỉ có ở một số loại vi khuẩn nhất định. Vị trí lông của các vi khuẩn cũng có đặc điểm khác nhau, là đặc điểm để phân loại vi khuẩn ví dụ như phẩy khuẩn tả có lông ở một đầu, nhiều loại vi khuẩn khác có lông quanh thân như (Salmonella, E.coli), một vài vi khuẩn khác lại có một chùm lông ở đầu.

Pilli

Pili là cơ quan phụ của vi khuẩn như lông, nó có thể mất đi nhưng không ảnh hưởng tới sự tồn tại của vi khuẩn.

Chức năng chính của pili là để bám vào các tế bào có màng nhân (eucaryote), khả năng gây bệnh của một số loại vi khuẩn cũng liên quan đến sự tồn tại của pili, nếu vi khuẩn lậu mất pili sẽ không thể gây bệnh được.

Nha bào

Nhiều loại vi khuẩn có khả năng tạo nha bào khi điều kiện sống của chúng không thuận lợi. Mỗi vi khuẩn chỉ tạo được một nha bào, khi điều kiện sống thuận lợi, nha bào vi khuẩn lại nẩy mần để đưa vi khuẩn trở lại dạng sinh sản.

Nha bào có thể tồn tại lâu tới 150.000 năm, do ở dạng nha bào không có sự chuyển hoá và mất nước.