Hình thái và cách sắp xếp của vi khuẩn

Hình thái và cách sắp xếp của vi khuẩn mô tả hình dạng của từng tế bào vi khuẩn, phổ biến nhất là hình cầu (cocci), hình que (bacilli), và hình xoắn (spirilla và spirochetes), cùng với các nhóm đặc trưng (cặp, chuỗi, cụm) phát sinh từ cách các tế bào phân chia và liên kết với nhau. Những đặc điểm này là một trong những mô tả lâu đời nhất về vi khuẩn và vẫn là một phần cơ bản của mô tả hiển vi.

Definition

Hình thái và cách sắp xếp của vi khuẩn là mô tả về kích thước và hình dạng hình học của các tế bào vi khuẩn (như hình cầu, hình que và hình xoắn) và các kiểu không gian mà các tế bào liên kết với nhau sau khi phân chia.

Scope

Chủ đề này bao gồm các hình dạng tế bào chính và cách sắp xếp được đặt tên của chúng, vai trò của thành tế bào và bộ xương tế bào trong việc tạo ra và duy trì hình dạng, cũng như việc sử dụng hình thái học như một đặc điểm mô tả và một phần chẩn đoán. Nó không đề cập đến các quy trình nhuộm (một chủ đề liên quan) hoặc phân loại cao hơn ngoài hình thái học.

Core questions

• Các hình dạng và cách sắp xếp chính của tế bào vi khuẩn là gì?
• Thành tế bào và bộ xương tế bào tạo ra và duy trì hình dạng tế bào như thế nào?
• Hình thái học có ý nghĩa như thế nào trong việc mô tả và phân nhóm vi khuẩn?

Key concepts

• Hình cầu, hình que và hình xoắn
• Cách sắp xếp: diplo-, strepto-, staphylo-, tetrads, sarcinae
• Mặt phẳng phân chia và sự kết dính tế bào
• Kiểm soát hình dạng của bộ xương tế bào (MreB, FtsZ)
• Tính đa hình
• Hình thái học như một đặc điểm mô tả

Mechanisms

Hình dạng tế bào chủ yếu được thiết lập bởi hình học của quá trình tổng hợp peptidoglycan, mà đến lượt nó được điều khiển bởi các protein bộ xương tế bào: MreB giống actin tổ chức quá trình tổng hợp thành tế bào bên liên quan đến hình dạng que, trong khi FtsZ giống tubulin tạo thành vòng phân chia. Các cách sắp xếp đặc trưng phát sinh từ định hướng của các mặt phẳng phân chia liên tiếp và từ việc các tế bào con tách rời hay vẫn gắn liền, tạo ra các cặp, chuỗi, tứ bội, gói hoặc cụm giống chùm nho. Một số vi khuẩn có tính đa hình, thay đổi hình dạng tùy theo điều kiện tăng trưởng. Mặc dù hình dạng có tính di truyền và được bảo tồn rộng rãi, nhưng nó là một đặc điểm tương đối thô và bản thân nó không xác định danh tính.

Clinical relevance

Hình dạng và cách sắp xếp của tế bào, cùng với phản ứng Gram, cung cấp từ vựng mô tả đầu tiên được áp dụng cho các sinh vật được quan sát dưới kính hiển vi từ mẫu bệnh phẩm lâm sàng và giúp nhóm các chủng phân lập thành các loại hình thái học rộng. Mục này là tài liệu tham khảo mô tả và không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Hình thái mô tả của vi khuẩn được thiết lập trong các sách giáo khoa tiêu chuẩn, và cơ sở phân tử về cách hình dạng tế bào được tạo ra và duy trì bắt nguồn từ các bài đánh giá và nghiên cứu ban đầu về bộ xương tế bào vi khuẩn và quá trình tổng hợp thành tế bào.

History

Hình dạng và cách sắp xếp là một trong những đặc điểm sớm nhất được sử dụng để mô tả vi khuẩn khi kính hiển vi giúp nhìn thấy các tế bào đơn lẻ, và chúng đã tổ chức phần lớn ngành vi khuẩn học mô tả của thế kỷ XIX. Các công trình sau này đã kết nối các hình dạng này với bộ máy thành tế bào và bộ xương tế bào bên dưới, giải thích cách hình dạng được tạo ra thay vì chỉ đơn thuần là phân loại.

Key figures

• Kevin D. Young
• Christine Jacobs-Wagner
• Petra Anne Levin

Seminal works

• young-2006
• cabeen-2005

Frequently asked questions

Các hình dạng chính của vi khuẩn là gì?

Các hình dạng chính là hình cầu (cocci), hình que (bacilli), và các dạng cong hoặc xoắn (vibrios, spirilla, và spirochetes), với một số vi khuẩn có tính đa hình.

Tại sao một số vi khuẩn tạo thành chuỗi hoặc cụm?

Cách sắp xếp phụ thuộc vào các mặt phẳng mà tế bào phân chia và vào việc các tế bào con có tách rời hay không; ví dụ, sự phân chia trong một mặt phẳng với các tế bào vẫn gắn liền tạo thành chuỗi, trong khi sự phân chia trong nhiều mặt phẳng tạo thành cụm.