SIÊU VI KHUẨN (VI RÚT)

Trong tự nhiên còn có những sinh vật nhỏ và đơn giản hơn nhiều so vói vi khuẩn. Chúng họp thành một nhóm đặc biệt là Siêu vi khuấn (vi rút)

2.1. Hình thái và kích thước ciỉa vi rút

Chỉ dưói kính hiển vi điện tử người ta mổi quan sát được hình dáng siêu vi khuẩn, nhưng voi các siêu vi khuẩn lốn nhất bằng mắt thưòng củng có thể quan sát được bằng các phương pháp nhuộm đặc biệt. Muốn xác định kích thước của siêu vi khuẩn thưòng người ta sử dụng những phương pháp sau:

- Dùng kính hiển vi điện tử.

- Cho lọc qua các phễu lọc mà các lỗ có kích thước nhất định.

- Dùng máy li tâm xác định tốc độ lắng của siêu vi khuẩn rồi suy ra kích thước.

Đối vỏi vỉrủt, đơn vị đo kích thước là Nanomet ( l nm = 10 9m). Những siêu vi khuấn nhỏ nhất có kích thước chỉ bằng hoặc nhỏ hòn một só phân tử protid lổn mà thôi. Ví dụ như Siêu vi khuẩn bệnh cúm có kích thước là 115nm; hồng cầu là '7.500nm; phazơ T3 là 45nm. Vi rút thường có dạng hình cầu, hình khối, hình que, hình con nòng nọc...

2.2. Cẩu triíc của siêu vi khuẩn

Siêu vi khuẩn có cấu tạo cực kì đơn giản và cấu tạo chủ yếu từ protein và acid nucleic: - Protein tạo nên phần vỏ của vi rút và có cấu trúc khá đặc biệt. Các phần tử protein với phân tử lượng từ 18.000 - 38.000 tập hợp lại thành từng đôn vị hình thái có phân tử lượng cao hơn gọi ià capxome, các capxome này liên kết vói nhau tạo thành một vỏ bọc gọi là capxit, các capxit được sắp xếp theo ba kiểu cấu trúc là: hỉnh xoắn, hình khối và hình hỗn hợp.

- Acid nucleic hay còn gọi là nucleoic hoặc nucleocapxit là phần bên trong được gọi là thế giống nhân của vi rút. Như mọi sinh vật khác, nhân vi rút quyết định mọi tính chất của sự di truvền kế cả loại có ADN hoặc có ARN,

Số lượng capxome ổ mỗi loại vi rút đều khác nhau, có thể từ 12 - 2250. Capxome dược sắp xếp theo những kiểu đối xứng nhất định để tạo thành vỏ capxit. v ỏ này có tác dụng bảo vệ acid nucleic bên trong khỏi các ảnh hưỏng có hại của môi trường. Ớ một số vi rút, khi iổn lên, ngoài capxit còn có màng ngoài được cấu tạo từ glucid, lipid và đôi khi có cả một vài enzym.

Tuỳ theo kiểu sắp đặt của các capxome thành capxit mà có thể chia cấu trúc của vi rút thành hai ioại:

- Vi rút đổi xứng khối: Acid nuclei được cuộn thành cuộn tròn, còn các capxome thì sắp xếp chặt chẽ xung quanh thành khối cầu hoặc hình đa diện (thường là hai mưôi mặt) như hình quả dâu hoặc quả mâm xôi. Nhìn đại thể chúng có dạng hình cầu.

- Vi rút dối xứng xoắn: Acid nucleic cuộn thành một vòng xoắn ốc, còn các capxome thì sắp xếp bên ngoài xoắn ốc đó theo sát từng vòng một, vì vậy các capxome tạo thành một

ống xoắn. Kiểu cấu trúc này tương tự như một bắp ngô , mỗi hạt ngô là một capxome bao bọc lấy phần lỏi bên trong là acid nucleic.

Ngoài ra còn có một loại vi rút đặc biệt, gọi là vi rút vi khuấn (Thực khuẩn thể, Phazơ) có hình dáng gióng như dạng con nòng nọc gồm hai phần: phần đầu và phần đuổi. Kích thước của nó là lOOnm. Phần đầu của thực khuẩn thể là một khối đói xứng gần với phần đuôi dưới có tấm đế và các sơi tơ.

Ị*8,Oni7VỊ

--2

2,3nm

Hình 2,15: Mô hình virut DTL

ỉ. Đường xoắn đen: acid ribonucleic;

2. Đơn vị hình thái prôtêin.

2.3. Các đặc tính của vi riít

- Có kích thước vô cùng nhỏ bé, tử hàng chục đến hàng trăm nm.

- Không có cấu tạo tế bào.

- Có thành phần hóa học rất đơn giản, chỉ bao gồm protein và acid nucleic.

- Không có khả năng sinh sản trong môi trường dinh dưỡng tổng hợp. - Sống kí sinh nội bào.

- Một số vi rút động vật thực vật có khả năng tạo thành tinh thể.

Xét về đặc tính sinh lí của siêu vi khuẩn, một nhà khoa học đã đưa ra định nghĩa về vi rứt như sau: "Vi rút, đó là những phần tử dưới tế bào, có đặc tnùĩg của vật chất sống, có

khả năng tái sinh ch ỉ ỏ trong tê bào sông và có thế gây bệnh cho hầu hết các sinh vật".

Như vậy, cấu trúc của vi rút là hết sức đơn giản, chưa đạt đến mức có thể thực hiện sự trao đổi chất độc lập, vì thế chúng sống kí sinh bắt buộc. Sự kí sinh này là "chuyên hóa” nghĩa là những vi rút nhất định chí kí sinh được ỏ những loại tế bào nhất định của các kí chủ nhất định, bên ngoài tế bào các vi rút không thê thực hiện trao đổi chất và sinh sản, tức là không có biểu hiện sống. Như vậy, muốn nuôi vi rứt ta phải nuôi trên tế bào mô hoặc trên những sinh vật thích hợp. Ví dụ như nuôi cấy vi rút trong ống nghiệm, trên phôi gà hoặc tiêm truyền trên các động vật thí nghiệm như thỏ, chuột... Các vi rút có sức đề kháng khác nhau đối vói các tác dụng bên ngoài. Vi rút chịu được nhiệt độ thấp nhưng ỏ nhiệt độ cao 60 - 70°c thì hầu hết đều bị tiêu diệt.

2.4. Sự tái sinh của vi rút

Hiện tượng nhân lên về số lượng của siêu vi khuẩn khi sống kí sinh bên trong vật chủ gọi là "Sự tái sinhM hay nói cách khác đây chính là hình thức sinh sản của virut. Bỉnh thường cơ thể vi rút là tập hợp của các tế bào sổng và không sống đứng riêng lẻ, nhưng khi đi líênvới vật chủ chúng tỏ ra có sức sóng mãnh ỉiệt và sinh sản rất nhanh.

Sự tái sinh của vi rút gồm một số giai đoạn: Đầu tiên vi rút được hấp phụ trên tế bào rồi đi vào bào tương, ỏ đây dưới tác dụng của các men thủy phân của tế bào vật chủ, vỏ capxit được phân giải và giải phóng phân tử acid nucleic. Phân tử acid nucleic này đóng vai trò quan trọng như cái khuỏn ban đầu, nó sử dụng hệ thống tố chức của tế bào đế tông hợp nên các phân tử acid nucleic "con” và các phân tử protid đặc hiệu của vi rút. Từ acid nucleic con và các phân tử protid đặc hiệu sẽ được lắp ráp trên các vi rút mói. Các vi rút mới này sẽ được thoát ra khỏi tế bào để có thể xâm nhập vào các tế bào mói và lại tái sinh. Toàn bộ chu kì tái sinh của vi rút kéo dài trong 6 đến 8 giò ổ vi rút có nhân ARN và từ 12 đến 24 giờ ỏ vi rứt có nhân ADN. Từ một vi rút sau quá trình tái sinh trên một tế bào có thệ cho đến 10.000 hay 100.000 vi rút moi.

III. T H ự c KHƯẨN t h ể (PHAZƠ h a y b a c t e r i o p h a z ơ)

Năm 1898, nhà sinh học ngưòi Nga là Kamaỉia đã nuôi cấy một loại vi khuẩn và cấy lên đó một loại vi rút tương ứng sau khi vi khuẩn đó đã phát triển tương đói mạnh. Sau một thòi gian quan sát và theo dõi thỉ nhận thấy cổ một tác nhân nào đó đã làm phân hủy và tan rã vi khuấn này. Tiếp theo đó, hai nhà bác học Canada là Troi và Deren cũng nghiên cứu hiện tượng này và tìm ra một loại vi rút ăn vi khuẩn. Họ đặt tên cho chúng ià Thực khaẩn

thể (nghĩa là ăn vi khuân) hay còn gọi là Phazơ.

3.1. Hình dáng và cấu tạo của thực khuẩn thế

Phazơ có đầu hình cầu hoặc hình bầu dục và một đuôi dài như dáng con nòng nọc với chiều dài tương đương nhau ( - lOOnm). Đầu Phazơ là một khói đối xứng, bên ngoài là vỏ protid, bôn trong là phân tử acid nucleic cuộn lại. Như vậy riêng phần đầu Phazơ đã là một vi rút hoàn chỉnh. Nhưng Phazơ lại có thêm đuôi gồm ba phần: trục lõi; bao co rút xung quanh trục và tấm đế có mang 6 gai và sợi tơ. v ề mặt cấu tạo hóa học, đuồi Phazơ chỉ gồm protid và có nhiệm vụ trong việc tiếp xúc với te bào vi khuân và giúp cho acid nucleic của Phazo đột nhập vào vi khuẩn.

3.2. Sự tái sinh của Phazơ(sự sinh sán của Phaztf)

Cũng như mọi vi rứt khác, quá trình này dược chia làm ba giai đoạn: - Giai đoạn cỏi áo:

Phazơ hấp phụ trên tế bào vật chủ bằng các sợi tơ nhỏ ổ phần đuôi, nhò những đuôi này

có chứa các enzym nên vi rút hoà tan dễ dàng vào bào tương của tế bào vật chủ sau đó đẩy phần acid nucleic vào trong tế bào chủ và đế lại phần vỏ bên ngoài.

- Giai đoạn thứ hai:

Khi đã vào bên trong bào tương, Phazơ nhanh chóng tạo nên "Protid sớm 1" để ức chế mọi hoạt động của tế bào vật chủ và liền sau đó xuất hiện "Protid sớm 2" để tổng họp nên acid nucleic của mình từ những dung dịch chất của tế bào vật chủ. Sau đó, "Protid muộn” được hình thành tiếp đê tạo thành vỏ còn gọi là "Protiđcapxit".

- Giai đoạn chín của Phazơ:

Enzym hoạt động phá tan tế bào vật chủ và giải phóng Phazô ra ngoài. Quá trình tái sinh của Phazo kéo dài khoảng vài chục phứt cho đến vài chục giờ tuỳ loại, như loại có nhân ADN thì quá trình tái sinh kéo dài từ 12 đến 24 giờ, còn loại có nhân ARN thì chỉ trong vòng từ 4 đến 8 giò.

3.3. Đặc tính sinh lí của Phaztf

Cũng như Siêu vi khuẩn sống kí sinh ổ động vật, thực vật. Thực khuẩn thể sống kí sinh bắt buộc ỏ vi khuẩn, chủng chỉ có khả năng dung giải (ăn) vi khuẩn sống và có tính chất đặc hiệu rõ rệt, nghĩa là mỗi loài thực khuân thế chỉ tác dụng lên một loại, một nhóm vi khuẩn nhất định gọi là kí sinh chuyên nghiệp. Chúng chỉ sống trên tế bào non và đang phân chia. Vì thế, muốn tạo vacxin người ta thường nuôi cấy Phazơ trên hột vịt lộn, tế bào thịt lơn hoăc thịt bò... Ngoài ra, còn có thể nuồi cấy Pha zơ trên môi trưòng nhân tạo. Pha zơ có sức đề kháng mạnh với sự khô cạn và chất sát trùng, ớ nhiệt độ - 190°c chủng sóng được nhưng lại bị tiêu diệt ỏ nhiệt độ 100°c.

v ề ý nghĩa thực tế thì ta thấy Phazơ phân bố khá rộng, chỗ nào có vi khuẩn thì ổ đó có Phazơ. Do tính chất đặc hỉệu của chúng mà qua Phazơ ngưòi ta có thể phân loại vi khuẩn và trong Y học thì tìm ra các loại vi khuẩn gây bệnh. Trong Công nghiệp, người ta dùng Pha zõ để tiêu diệt một số loài vỉ khuẩn có hại cho sản xuất. Nhưng ngược lại, cũng có một số loài có hại cho sản xuất như khi dùng Streptococcus lactic để lên men sữa chua thì trong men này thường có phazơ làm dung giải vi khuẩn làm ảnh hưỏng đến quá trình lên men, đến hiệu suất và chất lượng sản phẩm sữa.

Ngoài các loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn, thực khuẩn thể, trong tự nhiên còn gặp các dạng qua lọc của vi khuẩn, đó là sự biến dạng của vi khuấn do những khó khăn của hoàn cảnh tạo nên như do giống bị già cỗi, do tác dụng của chất kháng sinh, chất sát trùng, do bị tác dụng của pha zơ... Các dạng qua lọc của vi khuấn gọi là sự sống không có tế bào.