Vi khuẩn là gì? Có những loại nào?

Vi khuẩn hay vi trùng, là một vi sinh vật nhân sơ đơn bào có kích thước rất nhỏ; một số thuộc loại ký sinh trùng. Vi khuẩn là một nhóm sinh vật đơn bào, không phải thực vật hay động vật, có kích kích thước hiển vi và thường có cấu trúc tế bào đơn giản không có nhân, bộ khung tế bào và các bào quan như ty thể và lục lạp.

Vi khuẩn là nhóm hiện diện đông đảo nhất trong sinh giới. Chúng hiện diện khắp nơi trong đất, nước, chất thải phóng xạ, bên trong những sinh vật khác. Vi khuẩn được cho là sinh vật đầu tiên xuất hiện trên trái đất, khoảng 4 tỷ năm trước. Hóa thạch lâu đời nhất được biết đến là của các sinh vật giống như vi khuẩn. Một gram đất thường chứa khoảng 40 triệu tế bào vi khuẩn. Một mililit nước ngọt thường chứa khoảng một triệu tế bào vi khuẩn. Trái đất được ước tính chứa ít nhất 5 tỷ vi khuẩn và phần lớn sinh khối của trái đất được cho là tạo thành từ vi khuẩn.

Khi nhắc đến vi khuẩn, người ta nghĩ ngay đến loài vi sinh vật gây hại, tuy nhiên, nhiều loại vi khuẩn được sử dụng phục vụ cho một mục đích hữu ích. Chúng hỗ trợ nhiều dạng sống, cả thực vật và động vật, và chúng được sử dụng trong các quy trình công nghiệp và dược phẩm.

Có nhiều các loại vi khuẩn khác nhau. Một cách phân loại chúng là theo hình dạng: Hình cầu, hình que, hình xoắn, hình dấu phẩy (phẩy khuẩn), hình sợi....

• Cầu khuẩn là những vi khuẩn có hình cầu, nhưng cũng có thể là hình bầu dục hoặc ngọn nến, cầu khuẩn được gọi là cocci, có đường kính trung bình khoảng 1 μm. Cầu khuẩn được chia thành:
• Song cầu (Diplococci) là những cầu khuẩn đứng thành từng đôi như phế cầu (Streptococcus pneumoniae), lậu cầu (Neisseria gonorrhoeae).
• Liên cầu khuẩn (Streptococci) là những cầu khuẩn đứng thành chuỗi.
• Tụ cầu (Staphylococci) là những cầu khuẩn đứng thành từng đám như chùm nho như tụ cầu vàng.
• Trực khuẩn: Là tên chung của tất cả vi khuẩn có hình que, kích thước của chúng thường từ 0,5-1,0-4 μm.
• Xoắn khuẩn: Là tên gọi của những vi khuẩn có hai vòng xoắn trở lên, kích thước thay đổi 0,5-3-5-40 μm. Xoắn khuẩn đa số thuộc loại hoại sinh, một số rất ít có khả năng gây bệnh.

Tế bào vi khuẩn khác với tế bào thực vật và động vật. Vi khuẩn là prokaryote, có nghĩa là chúng không có nhân.

Một tế bào vi khuẩn bao gồm:

• Thành tế bào: Lớp ngoài cùng bao bọc vi khuẩn, giữ cho chúng có hình dạng nhất định. Thành tế bào có những chức năng sinh lý quan trọng như duy trì hình thái, áp suất thẩm thấu bên trong tế bào, bảo vệ tế bào trước những tác nhân vật lý hóa học, thực hiện việc tích điện ở bề mặt tế bào. Dựa vào tính chất hoá học và khả năng bắt màu nhuộm mà người ta chia ra vi khuẩn Gram - và Gram +
• Vỏ nhầy: Một số vi khuẩn có lớp bao bên ngoài thành tế bào được gọi là vỏ nhầy, đây là lớp bảo vệ vi khuẩn tránh bị thực bào bởi bạch cầu, ngoài ra đây còn là nơi dự trữ chất dinh dưỡng. Thành phần hóa học của vỏ nhầy quyết định tính kháng nguyên của vi khuẩn.
• Màng tế bào chất: Là lớp màng nằm dưới thành tế bào, còn được gọi với tên màng sinh chất, màng có độ dày 4-5nm, chiếm 10-15% trọng lượng tế bào vi khuẩn. Màng tế bào chất có nhiều chức năng quan trọng: duy trì áp suất thẩm thấu, đảm bảo chủ động tích lũy chất dinh dưỡng, thải các sản phẩm của quá trình trao đổi chất.
• Tế bào chất: Thành phần chính của tế bào vi khuẩn, chứa vật liệu di truyền và ribosome
• Ribosome: Nơi tổng hợp protein tế bào, chủ yếu là ARN và protein
• Thể nhân: Vi khuẩn chưa có màng nhân, thể nhân vi khuẩn chỉ gồm 1 nhiễm sắc thể hình vòng do một phân tử ADN cấu tạo nên, chứa các thông tin di truyền thiết yếu của vi khuẩn.
• Tiêu mao, nhung mao: Tiêu mao là cơ quan di động của vi khuẩn, không phải tất cả vi khuẩn đều có tiêu mao. Nhung mao là những sợi lông mọc khắp bề mặt của một số vi khuẩn, giúp chúng dễ dàng bám vào giá thể, tăng diện tích tiếp xúc với thức ăn.

Vi khuẩn “ăn" theo những cách khác nhau:

• Vi khuẩn dị dưỡng, có được năng lượng thông qua việc tiêu thụ cacbon hữu cơ. Hầu hết chúng hấp thụ từ vật chất hữu cơ chết, chẳng hạn như phân hủy thịt.
• Vi khuẩn tự dưỡng tạo ra thức ăn của riêng chúng, thông qua: Quang hợp, sử dụng ánh sáng mặt trời, nước và CO2, hoặc tổng hợp hóa học, sử dụng CO2, nước và các hóa chất như amoniac, nitơ, lưu huỳnh và các chất khác.
• Vi khuẩn sử dụng quang hợp được gọi là quang dưỡng. Một số loại, ví dụ như vi khuẩn lam, tạo ra oxy. Chúng có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra oxy trong bầu khí quyển của trái đất.
• Vi khuẩn hóa tự dưỡng: những vi khuẩn lấy năng lượng từ các tổng hợp hóa học.

Hình thức sinh sản chủ yếu của vi khuẩn là nhân đôi tế bào, từ một tế bào mẹ phân cắt tạo thành 2 tế bào con. Từng loài vi khuẩn có tốc độ sinh trưởng khác nhau, trung bình cứ 10-30 phút lại tạo ra một thế hệ. Ngoài ra vi khuẩn còn có hình thức sinh sản hữu tính thông qua hình thức tiếp hợp giữa hai tế bào.