Vi sinh vật: Prokaryotic (vi khuẩn, Archaea), Eukarya, Virus là gì?

By
Science Vietnam
-
0
336
Hình 1. Kích thước tương đối của các đối tượng vi mô và không vi mô khác nhau. Lưu ý rằng một loại virus điển hình đo khoảng 100 nm, nhỏ hơn 10 lần so với một vi khuẩn điển hình (~ 1 µm), nhỏ hơn ít nhất 10 lần so với một tế bào thực vật hoặc động vật điển hình (~ 10–100 µm). Một đối tượng phải đo khoảng 100 µm để có thể nhìn thấy mà không có kính hiển vi.
Hình 1. Kích thước tương đối của các đối tượng vi mô và không vi mô khác nhau. Lưu ý rằng một loại virus điển hình đo khoảng 100 nm, nhỏ hơn 10 lần so với một vi khuẩn điển hình (~ 1 µm), nhỏ hơn ít nhất 10 lần so với một tế bào thực vật hoặc động vật điển hình (~ 10–100 µm). Một đối tượng phải đo khoảng 100 µm để có thể nhìn thấy mà không có kính hiển vi.

Vi sinh vật được chia làm: Prokaryotic (vi khuẩn, Archaea), Eukarya (Protists, nấm và Helminths) và Virus. Các VSV này là gì, chúng có đặc điểm như thế nào? Cùng Science Việt Nam tìm hiểu các khái niệm này nhé.

Vi sinh vật là gì?

Vi sinh vật được định nghĩa là những sinh vật đơn bào hay đa bào nhân sơ hoặc nhân thực. Chúng có kích thước rất rất nhỏ, chính vì thế chúng ta phải sử dụng kính hiển vi mới có thể nhìn thấy vi sinh vật.

Lưu ý: Thuật ngữ vi sinh vật không tương đương với bất kỳ đơn vị phân loại nào trong phân loại khoa học. Vi khuẩn(bao gồm cả cổ khuẩn), virus, nấm, tảo, nguyên sinh động vật được coi là vinh sinh vật.

Vi sinh vật là một thuật ngữ rộng bao gồm việc nghiên cứu tất cả các loại vi sinh vật khác nhau.

Đặc điểm của Vi sinh vật

Hầu hết các vi sinh vật đều đơn bào và rất nhỏ để nhìn thấy như khái niệm mà tôi đã nói phía trên. Tuy nhiên, có một số vi sinh đơn bào có thể nhìn thấy bằng mắt thường, và một số sinh vật đa bào được nhìn thấy bằng kính hiển vi.

Một số đối tượng VSV có kích thước khoảng 100 micromet (µm), chúng ta có thể nhìn thấy mà không có kính hiển vi, nhưng hầu hết các vi sinh vật nhỏ hơn rất nhiều lần. Các tế bào vi khuẩn thường có kích thước khoảng 1 µm và vi rút có thể nhỏ hơn 10 lần so với vi khuẩn (Hình 1). Xem Bảng 1 cho các đơn vị độ dài được sử dụng trong vi sinh.

Hình 1. Kích thước tương đối của các đối tượng vi mô và không vi mô khác nhau. Lưu ý rằng một loại virus điển hình đo khoảng 100 nm, nhỏ hơn 10 lần so với một vi khuẩn điển hình (~ 1 µm), nhỏ hơn ít nhất 10 lần so với một tế bào thực vật hoặc động vật điển hình (~ 10–100 µm). Một đối tượng phải đo khoảng 100 µm để có thể nhìn thấy mà không có kính hiển vi.
Hình 1. Kích thước tương đối của các đối tượng vi mô và vĩ mô . Lưu ý rằng một loại virus điển hình đo khoảng 100 nm, nhỏ hơn 10 lần so với một vi khuẩn điển hình (~ 1 µm), nhỏ hơn ít nhất 10 lần so với một tế bào thực vật hoặc động vật điển hình (~ 10–100 µm). Một đối tượng phải đo khoảng 100 µm để có thể nhìn thấy mà không có kính hiển vi.

Vi sinh vật khác nhau không chỉ về kích thước, mà còn về cấu trúc, môi trường sống, sự trao đổi chất và nhiều đặc điểm khác. Trong khi chúng ta thường nghĩ: vi sinh vật thường là đơn bào, cũng có nhiều sinh vật đa bào quá nhỏ để có thể nhìn thấy mà không có kính hiển vi. Tuy nhiên một số vi khuẩn, chẳng hạn như vi-rút, thậm chí chỉ là tế bào.

Bạn có thể xem vi khuẩn hoặc vi-rút có kích thước nhỏ như thế nào so với các vật khác một cách trực quan nhất tại trang web: https://learn.genetics.utah.edu/content/cells/scale/

Phân loại Vi sinh vật

Vi sinh vật Prokaryotic – VSV nhân sơ

Vi khuẩn

Vi khuẩn được tìm thấy ở gần như mọi môi trường sống trên trái đất, kể cả trong và ngoài cơ thể người. Hầu hết vi khuẩn là vô hại hoặc hữu ích, nhưng một số vi khuẩn lại là mầm bệnh , gây bệnh ở người và các động vật khác. Hầu hết các vi khuẩn có thành tế bào chứa peptidoglycan.

Vi khuẩn thường được mô tả dưới hình dạng chung của chúng. Các hình dạng phổ biến bao gồm hình cầu (coccus), hình que (trực khuẩn), hoặc cong (xoắn ốc, spirochete hoặc vibrio). Hình dưới cho thấy các ví dụ về các hình dạng này.

Hình dạng vi khuẩn phổ biến. Lưu ý cách coccobacillus là sự kết hợp của vi khuẩn hình cầu và hình que (trực khuẩn). Sửa đổi bởi : Janice Haney Carr, Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh;
Hình dạng vi khuẩn phổ biến. Lưu ý cách coccobacillus là sự kết hợp của vi khuẩn hình cầu và hình que (trực khuẩn). Sửa đổi bởi : Janice Haney Carr, Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh;

Chúng có khả năng trao đổi chất và có thể phát triển trong nhiều môi trường và kết hợp các chất dinh dưỡng khác nhau. Một số vi khuẩn có khả năng quang hợp, chẳng hạn như cyanobacteria oxy và lưu huỳnh xanh anoxygenic và vi khuẩn nonsulfur xanh; những vi khuẩn này sử dụng năng lượng có nguồn gốc từ ánh sáng mặt trời, và cố định carbon dioxide để tăng trưởng. Các loại vi khuẩn khác là nonphotosynthetic, lấy năng lượng của chúng từ các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ trong môi trường của chúng.

Archaea là gì?

Archaea là danh pháp khoa học của vi khuẩn cổ hay cổ khuẩn. Chúng cũng là sinh vật đơn bào sinh vật đơn bào. Archaea và vi khuẩn có lịch sử tiến hóa khác nhau, cũng như sự khác biệt đáng kể về di truyền, con đường trao đổi chất, thành phần của thành tế bào và màng tế bào của chúng. Không giống như hầu hết các vi khuẩn, vách tế bào vòm của Archaea không chứa peptidoglycan, nhưng thành tế bào của chúng thường bao gồm một chất tương tự gọi là pseudopeptidoglycan. Giống như vi khuẩn, chúng được tìm thấy ở gần như mọi môi trường sống trên trái đất, ngay cả môi trường khắc nghiệt như: rất lạnh, rất nóng, rất cơ bản hoặc rất chua (Hình 3). Một số sinh vật sống trong cơ thể con người, nhưng không ai được chứng minh là mầm bệnh của con người.

Hình 3. Một số sinh vật sống trong môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như hồ bơi Morning Glory, suối nước nóng ở Công viên Quốc gia Yellowstone. Sự khác biệt màu sắc trong kết quả hồ bơi từ các cộng đồng vi khuẩn khác nhau có khả năng phát triển mạnh ở các nhiệt độ nước khác nhau.
Hình 3. Một số sinh vật sống trong môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như hồ bơi Morning Glory, suối nước nóng ở Công viên Quốc gia Yellowstone. Sự khác biệt màu sắc trong kết quả hồ bơi từ các cộng đồng vi khuẩn khác nhau có khả năng phát triển mạnh ở các nhiệt độ nước khác nhau.

Vi sinh vật nhân chuẩn – Eukarya ( VSV nhân thực)

Eukarya chứa tất cả các sinh vật nhân chuẩn, bao gồm các sinh vật nhân chuẩn đơn bào hoặc đa bào như kháng nguyên, nấm, thực vật và động vật. Đặc điểm xác định chính của sinh vật nhân chuẩn là các tế bào của chúng chứa một hạt nhân.

Sinh vật nguyên sinh – Protists

là sinh vật nhân chuẩn đơn bào không phải là thực vật, động vật hoặc nấm. Tảo và động vật nguyên sinh là những ví dụ.

Rong (số ít: alga) là những protists giống như thực vật có thể là đơn bào hoặc đa bào (Hình 4). Các tế bào của chúng được bao quanh bởi các thành tế bào làm bằng cellulose, một loại carbohydrate. Tảo là sinh vật quang hợp có khả năng thu nạp năng lượng từ mặt trời và giải phóng oxy và carbohydrate vào môi trường. Vì các sinh vật khác có thể sử dụng chất thải của chúng, nên tảo là một phần quan trọng của hệ sinh thái. Nhiều sản phẩm tiêu dùng chứa các thành phần có nguồn gốc từ tảo, chẳng hạn như carrageenan hoặc axit alginic, được tìm thấy trong một số sản phẩm như kem, nước sốt xà lách, đồ uống, son môi và kem đánh răng. Một vai trò nổi bật trong phòng thí nghiệm vi sinh, Agar, một loại gel có nguồn gốc từ tảo, có thể được trộn lẫn với các chất dinh dưỡng khác nhau và được sử dụng để phát triển vi sinh vật trong một đĩa Petri.

Hình 4. Các loại tảo cát, một loại tảo, sống trong băng biển hàng năm ở McMurdo Sound, Nam Cực. Tảo cát có kích thước từ 2 μm đến 200 μm và được hiển thị ở đây sử dụng kính hiển vi ánh sáng. (tín dụng: sửa đổi công việc của Cơ quan quản lý khí quyển và đại dương quốc gia)
Hình 4. Các loại tảo cát, một loại tảo, sống trong băng biển hàng năm ở McMurdo Sound, Nam Cực. Tảo cát có kích thước từ 2 μm đến 200 μm và được hiển thị ở đây sử dụng kính hiển vi ánh sáng.

Động vật nguyên sinh (số ít: đơn bào nguyên sinh) là những sinh vật đơn bào thuật ngữ này hiện không còn được dùng trong phân loại sinh vật. Động vật nguyên sinh có khả năng chuyển động và dị dưỡng.

Hình 5. Giardia lamblia , một ký sinh trùng đơn bào đường ruột lây nhiễm sang người và các động vật có vú khác, gây tiêu chảy nặng. (tín dụng: sửa đổi công việc của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa dịch bệnh)
Hình 5. Giardia lamblia , một ký sinh trùng đơn bào đường ruột lây nhiễm sang người và các động vật có vú khác, gây tiêu chảy nặng.

Nấm

Nấm cũng là sinh vật nhân chuẩn, một số loại nấm thì đa bào. Nấm không quang hợp, và các thành tế bào của chúng thường được tạo ra từ chitin hơn là cellulose.

Nấm men được tìm thấy trong nhiều môi trường khác nhau, từ biển sâu đến rốn của con người. Một số nấm men có lợi ích sử dụng, chẳng hạn như làm bánh mì tăng lên và đồ uống để lên men; nhưng nấm men cũng có thể làm thức ăn hư hỏng. Một số thậm chí gây bệnh, chẳng hạn như nhiễm trùng nấm âm đạo và nấm miệng (Hình 6).

Hình 6. Candida albicans là một loại nấm đơn bào, hoặc nấm men. Nó là tác nhân gây bệnh nhiễm trùng nấm âm đạo cũng như nấm miệng, nhiễm trùng nấm men thường gây đau ở trẻ sơ sinh. C. albicans có hình thái tương tự như hình thái của vi khuẩn coccus; Tuy nhiên, nấm men là một sinh vật nhân chuẩn (lưu ý hạt nhân) và lớn hơn nhiều. (tín dụng: sửa đổi công việc của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa dịch bệnh)
Hình 6. Candida albicans là một loại nấm đơn bào, hoặc nấm men. Nó là tác nhân gây bệnh nhiễm trùng nấm âm đạo cũng như nấm miệng, nhiễm trùng nấm men thường gây đau ở trẻ sơ sinh. C. albicans có hình thái tương tự như hình thái của vi khuẩn coccus; Tuy nhiên, nấm men là một sinh vật nhân chuẩn (lưu ý hạt nhân) và lớn hơn nhiều.

Giun sán – Helminths

Giun sán (gium kí sinh) không phải là vi sinh vật về mặt kỹ thuật, vì hầu hết chúng đều đủ lớn để thấy mà không cần sử dụng kính hiển vi. Tuy nhiên, những con giun này nằm trong vi sinh vật vì các bệnh do giun sán gây ra liên quan đến trứng và ấu trùng. Một ví dụ về giun sán là giun guinea , hoặc Dracunculus medinensis, gây chóng mặt, nôn mửa, tiêu chảy và loét đau ở chân và chân khi sâu hoạt động theo cách của nó ra khỏi da (Hình 8). Nhiễm trùng thường xảy ra sau khi một người uống nước có bọ chét bị nhiễm ấu trùng giun đũa. Vào giữa những năm 1980, ước tính có khoảng 3,5 triệu trường hợp mắc bệnh giun guinea, nhưng căn bệnh này phần lớn đã bị loại trừ. Trong năm 2014, chỉ có 126 trường hợp được báo cáo, nhờ những nỗ lực phối hợp của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và các nhóm khác cam kết cải thiện vệ sinh nước uống (Tham khảo: P. Rudge et al. “Iatrogenic CJD Due to Pituitary-Derived Growth Hormone With Genetically Determined Incubation Times of Up to 40 Years.” Brain 138 no. 11 (2015): 3386–3399.).

Hình 8. (a) Sán dây thịt bò, Taenia saginata , lây nhiễm cho cả gia súc và người. Trứng T. saginata có kích thước nhỏ (khoảng 50 µm), nhưng giun trưởng thành giống như ở đây có thể đạt tới 4–10 m, chiếm nơi cư trú trong hệ tiêu hóa. (b) Một con sâu guinea trưởng thành, Dracunculus medinensis , được loại bỏ thông qua một tổn thương ở da của bệnh nhân bằng cách quấn quanh một que diêm. (tín dụng a, b: sửa đổi công việc của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh)
Hình 8. (a) Sán dây thịt bò, Taenia saginata , lây nhiễm cho cả gia súc và người. Trứng T. saginata có kích thước nhỏ (khoảng 50 µm), nhưng giun trưởng thành giống như ở trên có thể đạt tới 4–10 m, cư trú trong hệ tiêu hóa. (b) Một con sâu guinea trưởng thành, Dracunculus medinensis , được loại bỏ thông qua một tổn thương ở da của bệnh nhân bằng cách quấn quanh một que diêm.

Virus

Vi-rút là vi sinh vật dạng bào , có nghĩa là chúng không bao gồm các tế bào. Về cơ bản, một loại virus bao gồm các protein và vật liệu di truyền — hoặc DNA hoặc RNA, nhưng không bao giờ đồng thời chứa cả hai — chúng ở trạng thái “trơ” bên ngoài một sinh vật chủ. Tuy nhiên, bằng cách kết hợp chúng vào một tế bào chủ, virus có thể lựa chọn các cơ chế tế bào của vật chủ để nhân lên và lây nhiễm sang các vật chủ khác.

Virus có thể lây nhiễm tất cả các loại tế bào, từ tế bào người sang tế bào của các vi sinh vật khác. Ở người, virus gây ra nhiều bệnh tật, từ cảm lạnh thông thường đến Ebola chết người (Hình 9). Tuy nhiên, nhiều virus không gây bệnh.

Hình 9. (a) Các thành viên của gia đình Coronavirus có thể gây nhiễm trùng đường hô hấp như cảm lạnh thông thường, hội chứng hô hấp cấp tính nặng (SARS), và hội chứng hô hấp Trung Đông (MERS). Ở đây chúng được xem dưới kính hiển vi điện tử truyền (TEM). (b) Ebolavirus, một thành viên của họ Filovirus, được hình dung bằng TEM. (tín dụng a: sửa đổi công việc của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh; tín dụng b: sửa đổi công việc của Thomas W. Geisbert)
Hình 9. (a) Các vsv thuộc họ Coronavirus có thể gây nhiễm trùng đường hô hấp như cảm lạnh thông thường, hội chứng hô hấp cấp tính nặng (SARS). Ở đây chúng được xem dưới kính hiển vi điện tử (TEM). (b) Ebolavirus, một vsv của họ Filovirus, được hình dung bằng TEM.

Nguồn dịch: lumenlearning

Bản dịch thuộc bản quyền của tác giả và Science Vietnam

Vui lòng ghi rõ nguồn và link bài viết khi sao chép