Lịch sử phát triển của vi sinh vật học

2017-07-10 12:36 AM

Gần đây những kỹ thuật tổng hợp gen, tháo ghép gen làm cho công nghệ sinh học trở thành một lực lượng sản xuất mũi nhọn của nền kinh tế thế giới

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Sự phát hiện vi sinh vật

Sự phát hiện vi sinh vật gắn liền với sự phát minh kính hiển vi.  Anton van Leeuwenhoek (1632 - 1723) người Hà Lan, là người đầu tiên ở thế kỷ XVII nhìn thấy vi sinh vật nhờ những kính hiển vi độ phóng đại 270 - 300 lần mà ông đã chế tạo (1676). Do sự hạn chế về độ phóng đại và độ phân giải của kính hiển vi cho nên những nghiên cứu hiển vi của cơ thể sống rất bị hạn chế và mãi đến đầu thế kỷ XIX chiếc kính hiển vi hoàn chỉnh đầu tiên mới ra đời và từ đó cho đến nay con người đã lần lượt sáng tạo ra hàng loạt các loại kính hiển vi quang học khác nhau thì nhiều sự kiện quan trọng mới được phát hiện.

Sự trưởng thành của vi sinh vật học

Trong thế kỷ XVII và suốt thế kỷ XVIII vi sinh vật học chỉ chú trọng về phần mô tả, tuy nhiên cũng có một số công trình xuất sắc như Spallanzani sử dụng môi trường nuôi cấy khử khuẩn bằng nhiệt, Edward Jenner phát minh vaccine đậu mùa, Zinke phát hiện tác nhân của bệnh dại ở trong nước bọt của chó bị dại.

Thế kỷ XIX mới cho thấy những bước phát triển lớn về vi sinh vật học nhờ công lao của Louis Pasteur và Robert Koch.

L.Pasteur (1822 - 1895) hoàn chỉnh việc nghiên cứu vi sinh vật. Vi sinh vật không những được mô tả chính xác mà còn được khảo sát đầy đủ về những tính chất sinh lý.

L.Pasteur là nhà vi sinh vật học vĩ đại đã có công:

- Chấm dứt tranh luận về thuyết tự sinh bằng các thí nghiệm xuất sắc với bình cổ ngỗng.

- Phát hiện tác nhân của sự lên men như lên men rượu, lên men thối là vi sinh vât: các vi sinh vật  phát triển đã tạo thành các enzyme chịu trách nhiệm về hiện tượng lên men.

- Xác định vai trò tác nhân gây bệnh của các vi sinh vật trong bệnh nhiễm trùng

- Khái quát hóa vấn đề vaccine và tìm ra phương pháp điều chế một số vaccine phòng bệnh như vaccine bệnh than, vaccine bệnh tả gà... và phát minh vaccine dại.

R.Koch (1843 - 1910) cùng đóng góp lớn lao cho vi sinh vật học nhờ những công trình:

- Phát triển những kỹ thuật cố định và nhuộm vi khuẩn.

- Sử dụng môi trường đặc để phân lập vi khuẩn ròng.

- Nêu tiêu chuẩn xác định bệnh nhiễm trùng.

- Khám phá vi khuẩn lao, vi khuẩn tả.

Nhờ công lao của L.Pasteur, R.Koch và nhiều nhà bác học khác, phần lớn các vi khuẩn gây bệnh ở người và động vật đều được khám phá ở đầu thế kỷ XX. Lúc bấy giờ vi sinh học đã trở thành một khoa học ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực y học, nông nghiệp và công nghiệp.

Trong lâm sàng, khoa lây đã thành lập để tiếp nhận bệnh nhân nhiêm trùng, khoa ngoại đã sử dụng phương pháp phẩu thuật sát trùng, tiền đề của phương pháp phẩu thuật vô trùng ngày nay.

Những thành tựu hiện đại

Trong những thập kỷ gần đây từ một khoa học ứng dụng, vi sinh vật học đã trở thành một khoa học cơ bản làm phát sinh một ngành khoa học mới: sinh học phân tử và dưới phân tử và cùng với các ngành khoa học khác tạo nên một cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật hiện đại.

Nhờ những hiểu biết về di truyền học hiện đại mà mô hình nghiên cứu là E.coli, Watson và Crick đã phát hiện mẫu cấu trúc của ADN và cơ chế sao chép bán bảo tồn làm cơ sở cho sự hình thành sinh học phân tử và dưới phân tử. Những phát hiện kỳ diệu về cơ cấu của mã di truyền và các cấu trúc khác của tế bào sống được sử dụng làm cơ sở cho sự phát triển công nghiệp sinh học, ngành công nghiệp cho phép con người can thiệp vào quá trình hình thành và phát triển của sinh vật để phục vụ lợi ích của con người .

Gần đây những kỹ thuật tổng hợp gen, tháo ghép gen làm cho công nghệ sinh học trở thành một lực lượng sản xuất mũi nhọn của nền kinh tế thế giới. Trong lĩnh vực y học những kỹ thuật trên có nhiều triển vọng giải quyết các bệnh di truyền, phòng chống các bệnh nhiễm trùng, bệnh ung thư.

Bài viết cùng chuyên mục

Sự vận chuyển di truyền ở vi khuẩn

Sự tiến hóa của vi sinh vật phụ thuộc vào sự biến dị và sự chọn lọc. Nó diễn ra chậm chạp, lúc sự biến dị xảy ra do tích lũy những biến dị liên tiếp ở một chủng sinh vật

Sinh lý của vi khuẩn

Phần lớn vi khuẩn nếu được cung cấp đầy đủ những yếu tố trên thì có khả năng tổng hợp các chất cấu tạo của tế bào. Nhưng một số vi khuẩn mất khả năng tổng hợp một vài hợp chất.

Các vi khuẩn gây bệnh hoại thư

Vi khuẩn có hình dạng trực khuẩn, không di động có vỏ khi phát triển ở trong cơ thể động vật và người, vi khuẩn sinh nha bào khi phát triển trong môi trường tự nhiên.

Sự đề kháng của vi khuẩn với thuốc kháng sinh

Nhiều cơ chế kháng thuốc kháng sinh của vi khuẩn đã được khảo sát. Ở những chủng vi khuẩn khác nhau, sự đề kháng với một lọai kháng sinh có thể do một họăc nhiều cơ chế khác nhau.

Tụ cầu khuẩn gây bệnh (staphylococci)

Tụ cầu tìm thấy khắp nơi và có thể phân lập từ không khí, bụi, thực phẩm, cơ thể người và động vật. Tụ cầu là thành viên của khuẩn chí da hoặc niêm mạc tị hầu người.

Virus HIV AIDS (human immunodeficiency viruses)

Virus HIV (gồm HIV1 và HIV2) thuộc vào họ Retroviridae, giống Lentivirus. Những virus này có dạng hình cầu, có vỏ, kích thước hạt virus 80-100nm về đường kính, genom chứa ARN chuỗi đơn.

Các chất kháng sinh và vi khuẩn

Thuật ngữ kháng sinh theo định nghĩa ban đầu là những tác nhân kháng khuẩn có nguồn gốc từ vi sinh vật, chúng có tác dụng chống vi khuẩn hữu hiệu ở nồng độ rất thấp.

Virus Rubella

Virus rubella lây truyền qua chất tiết đường hô hấp, virus rubella ít lây hơn so với virus sởi và virus thủy đậu, tuy nhiên bệnh lây dễ dàng ở những nơi đông người.

Coxsackievirus và Echovirus

Loài Coxsackievirus thuộc họ Picornaviridae gồm 29 typ. Chúng khác biệt với các Enterovirus khác ở khả năng gây bệnh ở chuột ổ , các enterovirus khác thì hiếm hoặc không.

Virus cúm (Influenzavirus)

Virus cúm hình cầu đường kính từ 80, 120 nm nhưng đôi khi có dạng hình sợi. Nucleocapsid đối xứng kiểu xoắn trôn ốc, chứa ARN một sợi có trọng lượng phân tử khoảng 4x106 daltons.

Cơ chế đề kháng bảo vệ cơ thể không đặc hiệu chống lại vi sinh vật gây bệnh

Sự bài tiết các chất bả nhờn, bài tiết mồ hôi (axit lactic) trên bề mặt da và độ pH thấp của một số vị trí ở da và niêm mạc dạ dày hay đường tiết niệu sinh dục.

Khả năng gây bệnh của vi sinh vật

Vi sinh vật gây bệnh là nguyên nhân của bệnh nhiễm trùng. Không có vi sinh vật gây bệnh thì không có nhiễm trùng. Khả năng gây bệnh của vi sinh vật phụ thuộc vào độc lực.

Cytomegalovirus virus gây nhiễm trùng thai nhi

Cytomegalovirus được đào thải qua nước bọt, nước tiểu, chất dịch phế quản nhiều tháng sau khi bị bệnh. Phân lập virus bằng cấy bệnh phẩm vào tổ chức tế bào xơ non người.

Campylobacter jejuni (vi khuẩn gây viêm ruột)

Campylobacter jejuni là những vi khuẩn bé, mảnh, Gram âm, hình dấu phẩy nhọn hai đầu, rất di động nhờ có 1 lông ở 1 đầu, không sinh nha bào. Nuôi cấy C.jejuni trên môi trường nhân tạo thường khó khăn vì vi khuẩn đòi hỏi điều kiện vi hiếu khí.

Trực khuẩn mủ xanh (pseudomonas aeruginosa)

Pseudomonas aeruginosa thường tìm thấy trong đất, trong nước hoặc trên cơ thể người và động vật. Trực khuẩn mủ xanh là tác nhân chính của nhiễm trùng bệnh viện và các nhiễm trùng cơ hội.

Virus vêm gan D (hepatitis d virus HDV)

Virus viêm gan D còn có tên là virus viêm gan delta, hay virus viêm gan khiếm khuyết vì virus này cần sự hỗ trợ của HBV hoặc virus viêm gan ở sóc (Woodchuck hepatitis virus - WHV) để phát triển.

Helicobacter pylori (vi khuẩn gây viêm loét dạy dày)

Vi khuẩn không lên men các loại đường, có oxydase và catalase, urease dương tính mạnh. Urease dương tính mạnh là tính chất dùng để phân biệt H. pylori với các vi khuẩn có hình cong khác như Campylobacter.

Vi khuẩn gây bệnh uốn ván (clostridium tetani)

Vi khuẩn giống Clostridium là các trực khuẩn gram dương, kỵ khí, sinh nha bào. Vi khuẩn này có trong đẩt, trong đường tiêu hóa của người và động vật, phần lớn trong chúng là các vi khuẩn sống hoại sinh.

Các virus họ Herpesviridae

Gần đây các virus mới thuộc họ này được mô tả là Human Herpesvirus 6 gây bệnh sốt, hạch cổ lớn và phát ban ở trẻ em, Human herpesvirus 7 vai trò gây bệnh của virus này đang được khảo sát.

Clostridium difficile gây viêm ruột giả mạc

Clostridium difficile được phát hiện từ năm 1935 và được xem là một thành phần khuẩn chi của trẻ em bình thường, cho đến gần đây vi khuẩn này được xem là nguyên nhân của bệnh viêm ruột giả mạc ở những bệnh nhân dùng kháng sinh.

Adenovirus gây bệnh đường hô hấp

Adenovirus là những virus chứa DNA hai sợi, kích thước virus từ 70 đến 80 nm đường kính, không có vỏ bọc, capsid có đối xứng hình khối và virus có hình đa giác đều tạo nên bởi 252 capsome.

Xoắn khuẩn gây sốt vàng da xuất huyết (leptospira)

Các xoắn khuẩn có dạng hình xoắn, có khả năng di động, các xoắn khuẩn có nhiều nơi trong tự nhiên, nhiều loại ký sinh trên cơ thể người và động vật. Một số xoắn khuẩn gây bệnh cho người.

Epstein barr virus gây tăng bạch cầu đơn nhân

Virus Epstein Barr nhân lên trong tế bào lympho B người nuôi cấy và Lympho B của vài loài linh trưởng khác, gần đây nhiều nghiên cứu cho thấy virus này có trong các tế bào biểu mô mũi hầu (nasopharyn).

Mối quan hệ giữa Bacteriophage và vi khuẩn túc chủ

Mỗi vi khuẩn có thể là vật chủ của một hoặc nhiều phage. Phage được sử dụng để khảo sát sự liên hệ giữa ký sinh và vật chủ,  sự nhân lên của virus, vận chuyển các yếu tố di truyền trong nghiên cứu sinh học phân tử.

Mycoplasma vi khuẩn gây viêm phổi

Mycoplasma là vi khuẩn không vách tế bào, kích thước nhỏ, khó nhuộm với thuốc nhuộm kiềm, hình thể khác nhau tùy thuộc vào thời gian nuôi cấy và thay đổi theo từng bước nhuộm, người ta có thể quan sát bằng kính hiển vi nền đen, nhuộm Giemsa.