CHUYÊN ĐỀ 4: CẤU TRÚC TẾ BÀO

I. Tổng quan về tế bào

- Tất cả các cơ thể sống đều được cấu tạo từ tế bào. Tế bào là tập hợp đơn giản nhất của vật chất có khả năng thực hiện đầy đủ các chức năng sống.

- Cấu trúc của tế bào có sự phù hợp với chức năng của nó.

- Các tế bào được sinh ra từ tế bào trước đó.

- Về mặt cấu trúc, mọi loại tế bào đều có các thành phần cơ bản sau đây:

+ Màng sinh chất: Ranh giới giữa tế bào với môi trường xung quanh

+ Khối chất bán lỏng gọi là bào tương: là nơi thực hiện các hoạt động sống của tế bào

+ NST: mang gen

+ Ribosomes: tổng hợp protein.

- Dựa vào đặc điểm cấu trúc, người ta chia ra hai loại tế bào là tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực.

+ Các sinh vật thuộc giới vi khuẩn (Bacteria) và giới vi sinh vật cổ (Archaea) có cấu trúc tế bào nhân sơ.

+ Các sinh vật thuộc giới nguyên sinh, nấm, động vật và thực vật có cấu trúc tế bào nhân thực.

- Tế bào nhân sơ đặc trưng bởi các đặc điểm:

–        Không có nhân

–        ADN nằm ở vùng không được bao bọc, gọi là vùng nhân

–        Không có các bào quan có màng

–        Bào tương bao gồm toàn bộ khối chất lỏng nằm bên trong màng sinh chất.

- Tế bào nhân thực đặc trưng bởi các đặc điểm:

–        Có màng nhân

–        Có hệ thống nội màng phân chia tế bào chất thành nhiều vùng khác nhau.

–        Có các bào quan có màng

–        Bào tương nằm ở vùng giữa màng sinh chất và nhân

- Tế bào nhân thực thường có kích thước lớn hơn tế bào nhân sơ

II. Cấu trúc tế bào nhân sơ

- Tế bào nhân sơ điển hình là tế bào vi khuẩn

- Đặc điểm chung của tế bào vi khuẩn:

+ Hình dạng: đa dạng (hình que, hình cầu, hình xoắn…)

+ Kích thước: nhỏ, đường kính từ 1 – 10 µm

+ Các thành phần cấu trúc cơ bản: Thành tế bào, vỏ nhầy, lông, roi, màng sinh chất, tế bào chất (chứa ribxom), vùng nhân (chứa NST)

1. Thành tế bào

- Là cấu trúc vững chắc, bao bọc bên ngoài màng sinh chất,

- Được cấu tạo từ Peptydoglycan

- Dựa vào cấu trúc thành, người ta chia vi khuẩn thành 2 nhóm: Vi khuẩn Gram dương và vi khuẩn Gram âm

So sánh đặc điểm cấu tạo của thành tế bào vi khuẩn G⁺ và vi khuẩn G^-

Thành phần	G+	G-
	Tỷ lệ % đối với khối lượng khô của thành tế bào
Peptidoglycan	30-95	5-20
Acid teicoic	Cao	0
Lipid	Hầu như không có	20
Protein	Không có hoặc có ít	Cao

Thành tế bào vi khuẩn Gram dương và Gram âm

Trong kĩ thuật nhuộm Gram, các tế bào vi khuẩn G⁺ bắt màu tím, các tế bào vi khuẩn G^- bắt màu hồng (hoặc đỏ)

- Đại đa số vi khuẩn có thành, chỉ có một nhóm vi khuẩn không có thành đó là Mycoplasma.

- Chức năng của thành tế bào là quy định và duy trì hình dạng của tế bào vi khuẩn.

2. Vỏ nhầy

- Là khối chất nhầy bao ngoài thành tế bào, được cấu tạo chủ yếu từ glycoprotein

- Một số vi khuẩn không có vỏ nhầy

- Chức năng:

+ Bảo vệ tế bào tránh sự xâm nhập của vi rút

+ Giữ ẩm cho tế bào

+ Nguồn dự trữ chất dinh dưỡng cho tế bào vi khuẩn

+ Giúp vi khuẩn bám vào giá thể

3. Lông và roi

- Một số vi khuẩn có lông và roi

- Lông và roi có cấu tạo tương tự nhau, đều được tạo nên từ các phân tử protêin có tên là flagellin.

- Lông giữ nhiều chức năng khác nhau:

+ Giúp vi khuẩn bám vào giá thể

+ Lông giới tính tạo cầu tiếp hợp giữa hai tế bào vi khuẩn

- Roi chủ yếu giữ chức năng giúp vi khuẩn di chuyển trong nước.

4. Màng sinh chất

- Màng sinh chất hay Màng tế bào chất ở vi khuẩn cũng tương tự như ở các sinh vật khác. Chúng cấu tạo bởi một lớp photpho lipit kép có các phân tử prôtêin khảm vào (cấu trúc khảm - động). Tỷ lệ prôtêin chiếm khoảng 60 đến 70% khối lượng khô của màng.

- Chức năng của màng:

+ Kiểm soát sự qua lại của các chất dinh dưỡng, các sản phẩm trao đổi chất

+ Là nơi sinh tổng hợp các thành phần của thành tế bào và các polyme của vỏ nhầy.

+ Là nơi tiến hành quá trình hô hấp tế bào

+ Là nơi tổng hợp nhiều enzym, các protein của chuỗi hô hấp.

+ Cung cấp năng lượng cho sự hoạt động của roi

5. Tế bào chất

- Tế bào chất là phần vật chất dạng keo nằm bên trong màng sinh chất, chứa tới 80% là nước.

- Trong tế bào chất có protein, acid nucleic, hydrat carbon, lipid, các ion vô cơ và nhiều nhiều chất khác có khối lượng phân tử thấp.

- Bào quan đáng lưu ý trong TBC là ribosom (ribosome). Ribosom nằm tự do trong tế bào chất và chiếm tới 70% trọng lượng khô của TBC. Ribosom gồm 2 tiểu phần (50S và 30S), hai tiểu phần này kết hợp với nhau tạo thành ribosom 70S. Chức năng của ribosom là tổng hợp prôtêin cho tế bào.

- Trong tế bào chất của vi khuẩn còn có thể gặp các chất dự trữ như các hạt glycogen, hạt PHB (Poly-ß-hydroxybutyrat), Cyanophycin, Phycocyanin, các hạt dị nhiễm sắc (metachromatic body), các giọt lưu huỳnh...

- Ở loài vi khuẩn Bacillus thuringiensis và Bacillus sphaericus  còn gặp tinh thể độc hình quả trám, có bản chất protein và chứa những độc tố có thể giết hại trên 100 loài sâu hại (tinh thể độc chỉ giải phóng độc tố trong môi trường kiềm do đó các vi khuẩn này hoàn toàn vô hại với người, gia súc, gia cầm, thuỷ hải sản- có hại đối với tằm). Bacillus sphaericus có thể diệt cung quăng của các loài muỗi.

- Ở một số tế bào, trong tế bào chất còn có các plasmit, là các ADN vòng, kích thước nhỏ, thường chứa những gen giúp vi khuẩn kháng các điều kiện bất lợi của môi trường.

6. Vùng nhân

- Chưa có màng bao bọc, chứa 1 phân tử ADN trần dạng vòng

- Chức năng: Chứa thông tin di truyền của tế bào, kiểm soát mọi hoạt động của tế bào.

Chú ý: Tế bào của các loài vi sinh vật cổ (Archaea) cũng có cấu trúc tế bào nhân sơ, tuy nhiên, chúng có một vài điểm khác biệt so với tế bào vi khuẩn:

- Thành tế bào được cấu tạo từ pseudo peptidoglycan hoặc glycoprotein.

- Liên kết giữa các gốc kị nước với glycerol trong lipit màng là liên kết ete.

- ADN của vi sinh vật cổ có kích thước ngắn hơn nhiều so với ADN của vi khuẩn.