Sinh học phân tử chuong 2

Chương 2: Tế Bào Sinh Vật
Antony van Leeuwenhoek
(1632-1723)
- 1824, nhà thực vật học người Pháp: Henri Joachim Dutrochet:
* Cấu tạo cơ bản của động vật, thực vật là tế bào
1831, Robert Brown, nhà thực vật học người Anh, quan sát được nhân của tế bào lan
- Cuối 1838, nhà thực vật học người Đức Jakob Schleiden, đầu năm 1839 nhà động vật học người Đức Theodor Schwann, hai nhà khoa học kết luận: Thực vật do tế bào thực vật, động vật do tế bào động vật tạo ra. Tuy nhiên hai ông lại ngã theo thuyết ngẫu sinh cho rằng tế bào sống do vật vô sinh sinh ra
- 1858: Thuyết tế bào hình thành nhờ Rudolph Virchow (nhà bệnh học người Đức): Tế bào do tế bào có trước sinh ra, động vật do tế bào động vật sinh ra, thực vật do tế bào thực vật sinh ra
Phân loại sinh vật: Năm ngành
(Robert Whittaker,1969)
1.Monera: Sinh vật sơ hạch như vi khuẩn, vi khuẩn lam(Blue-green algae)
2.Protoctista: Sinh vật chân hạch đơn bào (thực vật đơn bào và nguyên sinh động vật)
3.Nấm: Nấm, nấm mốc, sinh vật đa bào không quang hợp
4.Thực vật: cây xanh, đa bào
5.Động vật: động vật đa bào
Hình dạng và kích thước
1. Hệ thống đo lường

1mm= 1x103 m
1 m= 1x103nm = 1x104 Å
1kDa = 1x103Da  khối luợng một nguyên tử Hydro
1 mg= 1x106ng = 1x109pg

2. Hình dạng và kích thước
Sự khác biệt giữa Bacteria, Archaea và Eukarya*
Những đặc tính Bacteria Archaea Eukarya

Nhân Không hoàn chỉnh Không hoàn chỉnh Hoàn chỉnh
ADN Xoắn vòng kín Xoắn vòng kín Hình sợi
Protein histon Không có Không có Có
Vách tế bào Chứa acit muramic Không chứa a.mu. Không chứa a. mu.
Ri bô thể 70 S 70 S 80 S
Intron trong gen Không có Không có Có
Operon Có Có Không có
Plasmid Có Có Ở một số nhóm
mARN có mũ và
đuôi poly A Không có Không có Có
Có thể sống nới
trên 800 C Có thể Có thể Không thể
Cố định đạm s.h. Có Có Không
Khí bào (gas vac.) Có Có Không có
* Nguồn: Madigan và ctv.2000,trg.445
Cấu tạo tổng quát tế bào sinh vật

1.Tế bào sơ hạch:
- Không nhân hoàn chỉnh, ADN tiếp xúc với tế bào chất
- Thường có vỏ vững chắc do các polysaccharid và polypeptit tạo ra
- Màng tế bào được cấu tạo chủ yếu bởi lipit và protein, gấp nếp nhiều lần làm tăng thể tích màng. Các vùng gấp nếp được gọi là mesosom tham gia tổng hợp ADN, chứa nhiều enzim và sắc tố quang dưỡng ở vi khuẩn quang dưỡng
2.Tế bào chân hạch:
- Có nhân hoàn chỉnh. Nhân có vỏ nhân do hai màng tạo ra
- Có nhiều cấu trúc mà tế bào sơ hạch không có
Cấu tạo hoá học của tế bào

1.Thành phần nguyên tố:
- Tế bào sinh vật: C,H, N và O: 98,7% nguyên tử hiện diện
- Vỏ trái đất: O,Na,Mg,Al,Si,K,Ca và Fe: 99,98% nguyên tử hiện diện
2.Thành phần hợp chất:
2. 1. Thành phần vô cơ: Nước, ion K+,Mg2+, Ca2+, Fe2+,PO43-,Cl- v.v...
2.. 2. Thành phần hữu cơ: Carbohydrat, Protein, lipit và acit nhân
Các nguyên tố chính trong cơ thể con người*
Nhóm nguyên tố Nguyên tố Nhu cầu

2-60% nguyên tử Hydrô Mọi sinh vật
Carbon “
Nitơ “
Oxy “
Natrium “
Magnesium “

0,02-0,1% nguyên tử Lân “
Lưu huỳnh “
Clor “
Calcium “
Bo(Boron) “
Ít hơn 0,02% Fluo(fluor) Động vật cấp cao
nguyên tử Silic Một số sinh vật cấp thấp
Vana Mọi sinh vật
Mangan "
Sắt "
Coban "
Nicken "
Đồng "
Kẽm "
Selenium Một số vi khuẩn và đ.v.c.cao
Brom(bromine) Một số sinh vật
Thiết "
Iốt Động vật cấp cao

* Nguồn: Loewy và ctv.1991,trg. 89

Các nguyên tố chính trong cơ thể con người* (tt)
Bảng 5. Thành phần hoá học của vi khuẩn E.coli
Loại phân tử Phần trăm Số loại Số lượng/tế bào
trọng lượng
Nước 70 1 4 x 1010
Ion vô cơ 1 40 2,5 x 108
Carbohydrat và
tiền chất 3 200 2,0 x 108
Acit amin và tiến chất 0,4 100 3,0 x 107
Nucleotid và tiền chất 0,4 200 4,2 x 107
Lipit và tiền chất 2 50 2,5 x 107
Các phân tữ hữu cơ nhỏ 0,2 200 1,5 x 107

* Nguồn: Darnell và ctv. 1986
Các tế bào sử dụng như những kiểu mẫu thí nghiệm

E. coli: Do tính đơn giản trong di truyền và dể sử dụng để nghiên cứu, các tế bào E.coli được đặc biệt sử dụng cho những nghiên cứu trong các lĩnh vực sinh hóa và sinh học phân tử.

Nấm men: Là kiểu tế bào chân hạch đơn giản nhất, được sử dụng như sinh vật kiểu mẫu trong các nghiên cứu về những khía cạnh biến đổi của tế bào chân hạch.

Tuyến trùng Caenorhabditis elegans: Là sinh vật đa bào đơn giản được sử dụng như sinh vật mẫu quan trọng trong nghiên cứu về sinh học phát triển.
Các tế bào được sử dụng như những kiểu mẫu thí nghiệm

Ruồi giấm Drosophila melanogaster: Là động vật kiểu mẫu được sử dụng rộng rãi trong phân tích di truyền.

Cây Arabidopsis thaliana: Là lọai thực vật được sử dụng rộng rãi như sinh vật kiểu mẫu để nghiên cứu về sinh học phân tử và sự phát triển của thực vật.

Động vật có xương sống: Nhiều loại tế bào động vật có xương sống có thể đuợc phát triển bằng nuôi cấy. Nhờ vậy mà chúng có thể đuợc sử dụng nghiên cứu trong điều kiện của phòng thí nghiệm. Các kiểu tế bào đặc biệt như tế bào cơ, tế bào thần kinh cung cấp những kiểu mẫu rất hữu dụng trong nghiên cứu những khía cạnh đặc biệt của sinh học tế bào
* Ếch Xenopus laevis và cá zebrafish là những sinh vật kiểu mẫu quan trọng để nghiên cứu về sự phát triển của phôi

* Chuột là sinh vật mẫu rất phù hợp cho các nghiên cứu phân tích di truyền của lòai hữu nhũ kiểu mẫu quan trọng
Các công cụ dùng nghiên cứu sinh học tế bào

Kính hiển vi, Kính hiển vi điện tử, Máy li tâm

Nuôi cấy tế bào động vật: Dùng trong nghiên cứu về các cơ chế điều hòa sự tăng trưởng và biệt hóa của tế bào.

Nuôi cấy tế bào thực vật: Thực vật có tính thích nghi với điều kiện sống khắc nghiệt cao hơn nhiều so với động vật. Khi các tế bào hay các mô thực vật được nuôi cấy trong ống nghiệm ở điều kiện thích hợp, chúng có khả năng tái sinh lại toàn bộ cây hoàn chỉnh mang tất cả những đặc tính di truyền của cha mẹ. Khả năng này gọi là tính toàn năng

Virus: Virus cung cấp một kiểu mẫu đơn giản để nghiên cứu chức năng của tế bào.