MỞ BÀI: 1. KHÁI NIỆM VIRUS Virus là một trong những sinh vật nhỏ nhất, cấu tạo đơn giản nhất. Chúng chỉ là một đại phân tử nucleoprotein mang đặc tính di truyền cơ bản của sinh vật. Virus không có cấu tạo tế bào, không có quá trình trao đổi chất và không tự sinh sản được. Một virus hoàn chỉnh được gọi là một virion. Virus được phát hiện lần đầu năm 1892 bởi Ivanopski. Năm 1940 quan sát được hình thể của virus qua kính hiển vi điện tử . 2. KÍCH THƯỚC, HÌNH THỂ, CẤU TRÚC VIRUS 2.1. Kích thước Virus có kích thước rất nhỏ, nhỏ hơn vi khuẩn rất nhiều lần, qua được lọc vi khuẩn và chỉ có thể quan sát được bằng khv điện tử. Đa số virus có kích thước trong giới hạn từ 50- 300nm. Đơn vị đo kích thước virus là nanomet 1nm = 1/1000 micromet. Mỗi loại virus có kích thước nhất định, không thay đổi trong suốt quá trình phát triển. Dựa vào kích thước, chia virus làm 3 loại: Loại nhỏ: kích thước dưới 100 nm Loại trung bình: 100 – 200 nm Loại to: 200- 300 nm 2. Hình thể virus Mỗi virus thường có hình dạng nhất định, mang tính đặc trưng. Các loại hình thể virus thường gặp: – Hình cầu: virus cúm, sởi, bại liệt, HIV. – Hình khối đa diện: Adenovirus, Herpesvirus – Một số hình thể khác : hình que (virus khảm thuốc lá), hình sợi (virus cúm nuôi lâu trên phôi gà), hình viên gạch (Poxvirus), hình viên đạn (virus dại), hình dùi trống ( bacteriophage T4). 3. Cấu trúc virus Virus không có cấu tạo tế bào. Tất cả các virus đều có cấu trúc chung gồm : lõi acid nucleic, vỏ protein (cấu trúc cơ bản). Ngoài ra một số virus có thêm một số cấu trúc riêng (cấu trúc không cơ bản). 3.1. Cấu trúc chung (cấu trúc cơ bản) – Lõi (acid nucleic) Lõi của virus hay genome virus chỉ chứa một trong hai acid nucleic: ADN hoặc ARN. ADN hoặc ARN của virus có thể ở dạng 2 sợi (chuỗi kép), hoặc 1 sợi (chuỗi đơn). Acid nucleic chỉ chiếm 1-2% trọng lượng phân tử của virus nhưng chứa toàn bộ vật liệu và mã thông tin di truyền, mã hoá cho tổng hợp các thành phần của virus và tổng hợp một số enzyme cần thiết cho quá trình nhân lên của virus, và quyết định toàn bộ hoạt động gây bệnh của virus. – Vỏ protein (capsid) Vỏ hay capsid bao bọc xung quanh lõi. Capsid có nguồn gốc từ chữ Hy Lạp là capsa – cái hộp. Vỏ virus bao gồm các phân tử protein cấu trúc, được gọi là các capsome. Capsome là đơn vị hình thái học của protein virus, có thể quan sát bằng kính hiển vi điện tử trên bề mặt của một số virus. Các capsome sắp xếp theo trật tự không gian nhất định tạo nên vỏ capsid. Có 3 kiểu sắp xếp cơ bản: – Kiểu đối xứng xoắn: Orthomyxovirus như virus cúm, virus sởi. – Kiểu đối xứng khối (thường là hình khối hộp đa diện với 20 mặt là hình tam giác đều): Adenovirus, Herpesvirus, virus viêm gan B, Reovirus. – Kiểu đối xứng phức hợp: Poxvirus, bacteriophage. Vỏ có tác dụng bảo vệ virus, chứa các kháng nguyên quan trọng và tạo nên hình thể chung của virus. 3.2. Cấu tạo riêng – Bao ngoài (envelope) Một số virus (Herpesvirus, HIV, virus cúm, HBV), có thêm bao ngoài, bọc bên ngoài vỏ capsid. Bao ngoài của virus có cấu tạo phospholipid hoặc glycoprotein. Bao ngoài thường được tạo nên từ màng bào tương hoặc màng nhân của tế bào chủ. Những virus không có bao ngoài gọi là virus trần (Adenovirus). Bao ngoài thường chứa các KN, tham gia vào quá trình bám của virus, vào giai đoạn lắp ráp và giải phóng virus ra khỏi tế bào. Bao ngoài giữ tính ổn định của kích thước virus. Các virus có bao ngoài chứa lipid dễ bị bất hoạt bởi các dung môi như ether, muối mật. Một số virus có các gai nhú (spikes) nằm trên bề mặt bao ngoài. Các gai nhú này là những glycoprotein, giúp virus bám lên bề mặt của tế bào chủ. Ví dụ: gp 120 của HIV, giúp virus bám vào vị trí thích hợp trên bề mặt tế bào chủ. Tố ngưng kết hồng cầu (hemagglutinin: HA) của virus cúm, giúp virus bám lên màng hồng cầu của một số loài động vật và loài người, gây NKHC. – Một số enzym cấu trúc Một số virus có chứa các protein đặc biệt gọi là protein cấu trúc mang hoạt tính enzym (enzym cấu trúc). Các enzyme cấu trúc mang tính KN đặc hiệu. Chúng có chức năng riêng, tham gia vào các giai đoạn khác nhau trong quá trình nhân lên của virus. Ví dụ: ARN – polymerase phụ thuộc ARN (tổng hợp ARN), ADN – polymerase phụ thuộc ARN (enzyme sao mã ngược RT, giúp tổng hợp ADN trung gian từ ARN ở HIV). 3. SINH LÝ VIRUS 3.1. Tính ký sinh bắt buộc trong tế bào sống Virus không có cấu tạo tế bào, không có quá trình trao đổi chất, không tự sinh sản được. Bởi vì chúng không có cơ quan siêu cấu trúc như ribosom, không có nguồn năng lượng độc lập, không có hệ thống enzym chuyển hóa. Vì vậy virus chỉ thể hiện được quá trình sống của mình khi ký sinh trong các tế bào sống, thực chất là sử dụng các acid amin, các nucleotid, các enzym, nguồn năng lượng, các ribosom… của tế bào sống để tổng hợp nên các virus mới. Tính ký sinh trong tế bào sống là tuyệt đối bắt buộc của virus. 3.2. Sự nhân lên của virus Thực chất sự nhân lên của virus trong tế bào sống (tế bào cảm thụ) là quá trình virus truyền thông tin di truyền của chúng cho tế bào chủ, bắt tế bào chủ hoạt động theo thông tin của virus và tổng hợp nên các thành phần của virus. 3.2.1. Các cách nhân lên của virus Cách nhân lên của virus tuỳ thuộc vào loại acid nucleic. Trong quá trình nhân lên của virus có sự tham gia của nhiều enzym của cả virus và tế bào chủ + Cách nhân lên của virus chứa ADN  + Cách nhân lên của virus chứa ARN + Virus có ARN, nhân lên cần đến ADN: Ví dụ Retrovirus gồm HIV-1, HIV-2 và HTLV-1 chứa ARN 1 sợi (+). 3.2.2. Các giai đoạn của quá trình nhân lên Chia làm 4 giai đoạn : + Giai đoạn bám và xâm nhập tế bào: Mỗi loại virus chỉ có thể bám lên bề mặt của một số tế bào nhất định gọi là các tế bào cảm thụ với chúng. Trên các tế bào cảm thụ có các cơ quan tiếp nhận đặc hiệu với virus, gọi là các thụ thể. Khi vào trong tế bào, vỏ capsid của virus được một enzym thích hợp phân huỷ để giải phóng acid nucleic. Một số virus có bao ngoài có thể xâm nhập theo cách hoà màng với màng bào tương tế bào chủ và acid nucleic được giải phóng vào bào tương tế bào. + Giai đoạn tạo các thành phần của virus: Sau khi cởi bỏ vỏ capsid, virus đi vào giai đoạn tiềm ẩn (gđ tiềm tàng) và không phát hiện thấy hạt virus trong tế bào nữa. Giai đoạn này các virus truyền đạt thông tin di truyền cho tế bào chủ, và tế bào chủ chuyển hướng hoạt động của bộ máy chuyển hoá của tế bào (ribosome, ARNt, năng lượng, các chất, enzym), để tổng hợp ra các thành phần của virus. Genome của virus nhân lên tạo thành acid nucleic của virus mới. + Giai đoạn lắp ráp các thành phần virus: Các protein vỏ của virus sẽ tự lắp ráp với acid nucleic để tạo thành virus mới. Quá trình lắp ráp có thể thực hiện ở nhân tế bào chủ (herpesvirus) hoặc bào tương (virus cúm). Việc lắp ráp thành công sẽ tạo ra các virus hoàn chỉnh, có khả năng gây nhiễm, còn gọi là các virion. + Giai đoạn thoát ra khỏi tế bào chủ: Các virus sau khi được lắp ráp sẽ tiến tới sát màng tế bào để thoát ra ngoài bằng cách nảy chồi hoặc theo kiểu ồ ạt phá vỡ làm huỷ hoại tế bào. 3.3. Hậu quả của sự nhân lên của virus 3.3.1. Đối với toàn thân Virus gây ra một quá trình nhiễm trùng cấp tính, nhiễm trùng mạn tính, nhiễm trùng tiềm tàng và nhiễm trùng virus chậm. Đối với hệ thống miễn dịch của cơ thể, virus kích thích tạo ra một đáp ứng miễn dịch đặc hiệu. Nhiễm trùng do virus có thể gây ra tình trạng giảm sút miễn dịch tạm thời (trẻ em sau mắc bệnh sởi), hay suy giảm miễn dịch vĩnh viễn (nhiễm HIV/AIDS). 3.3.2. Đối với các tế bào bị nhiễm virus – Tế bào bị hủy hoại – Tế bào và virus cùng tồn tại: provirus (tiền virus). – Tế bào sinh ra các hạt vùi: – Tế bào bị tổn thương nhiễm sắc thể: – Tế bào tăng sinh vô hạn tạo ra khối u hoặc ung thư: – Kích thích tế bào sinh Interferon: Interferon (IFN) là những glycoprotein có trọng lượng phân tử thấp, do các tế bào tiết ra sau khi bị nhiễm virus. IFN có tác dụng ức chế sự nhân lên của virus. 3.4. Nuôi virus Virus không nuôi được trên môi trường nhân tạo mà chỉ nuôi được trên hệ thống tế bào sống gồm: động vật cảm thụ, phôi gà và trên các tế bào nuôi invitro. 3.4.1. Động vật cảm thụ Mỗi loại virus có một vài động vật cảm thụ riêng. Các động vật thí nghiệm thường được sử dụng là CNT, chuột ổ (chuột còn non đang bú mẹ), khỉ, thỏ, gà … 3.4.2. Phôi gà: Thường dùng phôi gà 7 – 10 ngày tuổi. 3.4.3. Tế bào nuôi Các tế bào sau khi được tách riêng rẽ có thể được nuôi trong ống nghiệm bằng các môi trường nuôi đặc biệt. Các loại tế bào thường được dùng để nuôi virus: + Tế bào nuôi một lần: có nguồn gốc từ phôi gà, thận khỉ, phôi người + Tế bào thường trực: là loại tế bào có thể cấy truyền nhiều lần. Ví dụ: tế bào BHK-21 (dòng tế bào từ thận chuột Hamster), tế bào Vero (tế nào thận khỉ xanh châu Phi), tế bào muỗi C6/36, tế bào có đặc tính ung thư như tb Hela, Hep – 2. + Tế bào lưỡng bội của người: là loại tế bào giữ nguyên được số lượng nhiễm sắc thể ban đầu, không có tính chất ung thư, có thể cấy truyền được nhiều lần (từ 20- 50 lần). Ví dụ: nguyên bào sợi lưỡng bội của người như tế bào MRC-5. 3.5. Di truyền và biến dị của virus Virus cũng có đặc tính di truyền và biến dị như các sinh vật khác. Sau nuôi cấy nhiều lần một chủng virus có thể làm giảm dần hoặc mất hẳn độc lực, tạo ra một chủng mới, vững bền về mặt di truyền. Các chủng này không độc, không gây bệnh cho người mà vẫn có tính gây miễn dịch cao được dùng làm vaccine phòng bệnh. Một số virus khác lại có thể tăng độc sau khi nuôi cấy. Nhiều virus có khả năng thay đổi tính KN, tạo ra các chủng virus mới. 3.6. Sức đề kháng của virus Virus thường bị hủy dễ dàng ở nhiệt độ cao 500C – 600C/30 phút (trừ một số ngoại lệ như virus viêm gan B, papovavirus ). Ngược lại nhiệt độ thấp lại là điều kiện tốt để bảo quản virus. Ở độ lạnh sâu (-350C, -900C) nhiều virus có thể giữ được hoạt tính trong nhiều năm. KS nói chung không có tác dụng ức chế hoặc diệt virus (trừ các KS có tác dụng ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp acid nucleic như rifampicin…). Các virus chứa lipid dễ bị hủy bởi các dung môi hòa tan lipid như: muối mật, ether. Các tia xạ, tia cực tím có tác dụng phá hủy acid nucleic của virus. Các virus thường bền vững ở pH từ 5 – 9. Một số virus bền vững với pH acid (3-5) như Enterovirus. Tài liệu tham khảo:
|
