Tại sao virus gây bệnh cho thực vật không tự xâm nhập được vào trong tế bào

Bài viết được tham vấn chuyên môn cùng Bác sĩ cao cấp, Tiến sĩ Vũ Văn Tâm - Bác sĩ Nội truyền nhiễm - Khoa khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Hạ Long.

Virus là ký sinh trùng siêu nhỏ, thường nhỏ hơn nhiều so với vi khuẩn. Chúng thiếu khả năng phát triển và sinh sản bên ngoài cơ thể vật chủ. Phần lớn virus là nguyên nhân gây bệnh. Thế giới đã trải qua sự bùng phát dịch Ebola năm 2014 ở Tây Phi, đại dịch cúm lợn năm 2009. Và hiện nay là đại dịch Covid-19 đang gây nguy hiểm cho tất cả mọi người.

Virus là một loại ký sinh trùng nhỏ không thể tự sinh sản. Tuy nhiên, một khi virus lây nhiễm vào một tế bào nhạy cảm, nó có thể điều khiển bộ máy tế bào tạo ra nhiều virus hơn. Hầu hết các virus có RNA và DNA là vật liệu di truyền của chúng. Acid nucleic có thể là chuỗi đơn hoặc chuỗi kép. Toàn bộ hạt virus truyền nhiễm được gọi là virion, bao gồm acid nucleic và vỏ ngoài của protein.

Virus không chứa ribosome vì thế chúng không thể tạo ra protein. Điều này làm cho nó hoàn toàn phụ thuộc vào vật chủ ký sinh. Chúng là loài sinh vật duy nhất không thể sinh sản mà không có tế bào vật chủ.

Sau khi liên lạc với tế bào vật chủ thì nó sẽ chèn vật liệu di truyền vào vật chủ và chiếm lấy chức năng của vật chủ đó. Sau khi lây nhiễm vào tế bào, virus tiếp tục sinh sản nhưng nó tạo ra nhiều protein và vật liệu di truyền hơn thay vì các sản phẩm tế bào thông thường. Các virus đơn giản nhất chỉ chứa đủ RNA hoặc DNA để có thể mã hoá bốn protein. Còn với các virus phức tạp, có thể mã hoá khoảng từ 100 - 200 protein.

Tại sao virus gây bệnh cho thực vật không tự xâm nhập được vào trong tế bào

Virus có nhiều chủng loại khác nhau

Virus có hình dạng và kích thước khác nhau và chúng có thể được phân loại như sau:

  • Xoắn ốc: Virus khảm thuốc lá có hình dạng xoắn ốc.
  • Hình cầu: Hầu hết các loại virus động vật đều có hình dạng này.
  • Hình phong bì: Một số virus bao phủ bản thân với một phần được sửa chữa của màng tế bào, tạo ra một lớp vỏ lipid để bảo vệ. Chúng bao gồm virus cúmvirus HIV.

Ngoài ra, các hình dạng này có thể được kết hợp với nhau tạo ra các hình dạng của virus không theo tiêu chuẩn nào cả.

Virus được tìm thấy ở bất cứ nơi nào có sự sống và có lẽ đã tồn tại kể từ khi các tế bào sống phát triển đầu tiên. Nguồn gốc của virus không rõ ràng vì chúng không tạo thành hóa thạch. Cho nên, các nhà khoa học đã sử dụng kỹ thuật phân tử để so sánh DNA hoặc RNA của virus và đây cũng là phương tiện hữu ích để điều tra cách chúng phát sinh.

Ngoài ra, vật liệu di truyền của virus đôi khi có thể tích hợp vào tế bào sinh vật chủ, nhờ đó chúng có thể được truyền theo chiều dọc, chẳng hạn như truyền cho con cái của vật chủ trong nhiều thế hệ. Những điều này cung cấp một nguồn thông tin vô cùng quý giá cho các nhà cổ sinh vật học đã truy tìm lại các virus cổ xưa và đã tồn tại từ hàng triệu năm trước.

Có ba giả thuyết chính nhằm giải thích sự hình thành của virus:

Virus có thể đã từng là những tế bào nhỏ ký sinh trên các tế bào lớn hơn. Theo thời gian, các gen không được yêu cầu bởi ký sinh trùng của chúng sẽ bị mất đi. Vi khuẩn rất nhỏ như rickettsia và chlamydia là những tế bào sống, giống như virus và chỉ sinh sản bên trong tế bào vật chủ. Giả thuyết nào cho thấy sự phụ thuộc của ký sinh trùng có khả năng gây ra sự mất gen cho phép sống sót ở bên ngoài một tế bào. Đây cũng có thể được gọi là giả thuyết thoái hóa hoặc giả thuyết giảm.

  • Giả thuyết nguồn gốc tế bào:

Một số virus có thể đã tiến hóa từ DNA hoặc RNA và thoát ra khỏi gen của một sinh vật lớn hơn. DNA thoát ra có thể đến từ các plasmids ( là các mảnh DNA trần có thể di chuyển giữa các tế bào), hoặc transposons (các phân tử DNA sao chép và di chuyển đến các vị trí khác nhau trong gen của tế bào). Từng được gọi là “gen nhảy” transposon là ví dụ về các yếu tố di truyền và có thể là nguồn gốc của một số virus. Chúng được phát hiện trên ngô bởi Barbara McClintock vào năm 1950.

Tại sao virus gây bệnh cho thực vật không tự xâm nhập được vào trong tế bào

RNA của virus

  • Giả thuyết đồng tiến hóa:

Đây được gọi là giả thuyết đầu tiên về virus, và cho rằng virus có thể đã tiến hóa từ các phân tử phức tạp của protein và acid nucleic cùng lúc với tế bào xuất hiện lần đầu tiên trên Trái Đất. Và nó sẽ phụ thuộc vào sự sống của tế bào trong hàng tỷ năm.

Viroids là các phân tử RNA không được phân loại là virus vì chúng thiếu lớp vỏ protein. Chúng có những đặc điểm chung cho một số loại virus và thường được gọi là tác nhân phụ. Viroids là mầm bệnh quan trọng của thực vật. Chúng không mã hóa protein nhưng tương tác với tế bào vật chủ và sử dụng bộ máy của vật chủ để sao chép.

Virus viêm gan delta của người có bộ gen RNA tương tự viroid nhưng có vỏ protein và có nguồn gốc từ virus viêm gan B đồng thời cũng không thể tự sản xuất. Do đó, nó là một virus bị lỗi. Mặc dù bộ gen của virus viêm gan delta có thể được sao chép độc lập một lần trong tế bào vật chủ, nhưng nó vẫn cần có sự trợ giúp của virus viêm gan B để cung cấp một lớp vỏ protein để nó có thể truyền đến các tế bào mới. Vì vậy, những loại virus này phụ thuộc vào sự hiện diện của các loại virus khác trong tế bào chủ, được gọi là vệ tinh và có thể đại diện cho các trung gian tiến hóa của viroid và virus.

Trước đây, có những vấn đề với tất cả những giả thuyết này: giả thuyết hồi quy không giải thích được tại sao ngay cả những ký sinh trùng tế bào nhỏ nhất cũng không giống với virus. Giả thuyết nguồn gốc tế bào cũng không giải thích được viên nang phức tạp và cấu trúc khác trên các hạt virus. Giả thuyết đầu tiên về virus đã chống lại định nghĩa về virus ở chỗ chúng yêu cầu tế bào vật chủ. Virus hiện được công nhận là cổ xưa và có nguồn gốc từ trước sự phân kỳ của sự sống.

Bằng chứng về thế giới tổ tiên của tế bào RNA và phân tích máy tính về trình tự DNA của virus và vật chủ đang giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ tiến hoá giữa các loại virus khác nhau, và có thể xác định tổ tiên của virus hiện đại. Dường như tất cả các loại virus hiện được biết đến đều có chung một tổ tiên và virus có thể đã phát sinh nhiều lần trong quá khứ bởi một hoặc nhiều cơ chế.

Tại sao virus gây bệnh cho thực vật không tự xâm nhập được vào trong tế bào

Virus viêm gan B

Đến cuối thế kỷ 19, quan niệm rằng các vi sinh vật đặc biệt là vi khuẩn có thể gây bệnh đã được thiết lập tốt. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm một căn bệnh đáng lo ngại trong thuốc lá - có phần khó hiểu về nguyên nhân của nó.

Trong một bài viết nghiên cứu năm 1886 có tự đề là “Liên quan đến bệnh khảm của thuốc lá” của nhà hoá học người Đức Adolf Mayer, đã công bố phát hiện rằng khi ông nghiền nát những chiếc lá bị nhiễm bệnh và tiêm nước độc hại vào tĩnh mạch của chiếc lá khoẻ mạnh, điều đó sẽ dẫn gây ra các đốm và đổi màu trên lá.

Mayer phỏng đoán chính xác rằng điều gây ra bệnh khảm thuốc lá bắt đầu từ trong nước ép lá. Tuy nhiên, kết quả cụ thể hơn đã không đúng với phỏng đoán của ông. Mayer cảm thấy chắc chắn rằng điều mà gây ra căn bệnh này đều có nguồn gốc từ vi khuẩn, nhưng ông không thể phân lập được tác nhân gây bệnh hoặc xác định nó dưới kính hiển vi.

Năm 1898, khi dự hiện diện của virus được thừa nhận, nhà khoa học người Hà Lan Martinus Beijerinck đã cho rằng nguyên nhân gây bệnh khảm thuốc lá không phải là vi khuẩn mà là một loại virus sống trong chất lỏng. Và các thí nghiệm sau đó của ông cũng đã chỉ ra sự tồn tại của virus.

Đến năm 1931 một kính hiển vi điện tử được phát triển bởi nhà khoa học người Đức Ernst Ruska và Max Knoll. Những hình ảnh đầu tiên về virus khảm thuốc lá đã được chủ bởi Ruska vào năm 1939. Do đó, việc phát hiện virus đã được xuất hiện.

Để được tư vấn trực tiếp, Quý Khách vui lòng bấm số HOTLINE hoặc đăng ký lịch trực tuyến TẠI ĐÂY. Tải ứng dụng độc quyền MyVinmec để đặt lịch nhanh hơn, theo dõi lịch tiện lợi hơn!

Nguồn tham khảo: medicalnewstoday.com; livescience.com

Sự khác nhau giữa vi khuẩn và virus

XEM THÊM:

/vi/tin-tuc/thong-tin-suc-khoe/suc-khoe-tong-quat/tim-hieu-ve-co-che-benh-sinh-cua-su-nhiem-virus/


Bài viết bởi Thạc sĩ, Bác sĩ Trần Thị Vượng - Khoa Xét nghiệm - Bệnh viện đa khoa Quốc tế Vinmec Hải Phòng

Xác định cơ chế bệnh sinh của sự nhiễm virus bằng có thể được xác định như cách virus gây ra bệnh cho người, động thực vật hoặc vi khuẩn. Đa số những kiến thức về bệnh sinh của sự nhiễm virus dựa trên những nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình động vật phòng thí nghiệm để hiểu về sự nhiễm tự nhiên ở người.

Cơ thể bị nhiễm virus có thể làm tổn thương quần thể tế bào nhất định để tạo ra dấu hiệu và triệu chứng bệnh trên cơ thể vật chủ mà chúng gây ra. Khả năng gây bệnh của virus có liên quan đến những yếu tố khác nhau của virus (liều virus, đường xâm nhập) và vật chủ (tuổi, tình trạng miễn dịch và những loài đặc biệt của vật chủ).

Cơ chế bệnh sinh của sự nhiễm virus bằng có thể được xác định như cách virus gây ra bệnh cho người, động thực vật hoặc vi khuẩn. Đa số những kiến thức về bệnh sinh của sự nhiễm virus dựa trên những nghiên cứu thực nghiệm trên mô hình động vật phòng thí nghiệm để hiểu về sự nhiễm tự nhiên ở người.

Trên thế giới đã phát hiện trên 500 loại virus có khả năng gây ra các bệnh lý từ nhẹ đến nguy hiểm cho con người và càng ngày càng có nhiều loại virus mới được phát hiện. Khi cơ thể bị nhiễm virus có thể gây ra các bệnh lý nhiễm trùng cấp tính, mạn tính hoặc nguy hiểm hơn là ung thư.

Tại sao virus gây bệnh cho thực vật không tự xâm nhập được vào trong tế bào

Cơ chế bệnh sinh của sự nhiễm virus

Virus có sức sống dai dẳng, tùy vào từng loại sẽ có thể tồn tại trong nhiều môi trường khác nhau. Những loại virus có thể sống sót trong môi trường tự nhiên thì có thể tiếp tục gây bệnh cho các cá thể có cơ thể nhạy cảm.

Một vật chủ bị nhiễm virus thì bệnh có thể tái phát ngay hoặc virus cần một khoảng thời gian dài ủ bệnh và sau đó tái phát, nhiễm dai dẳng. Trong giai đoạn nhiễm cấp virus thường bị tiêu diệt bởi đáp ứng miễn dịch của vật chủ. Do vậy, một số virus gây nhiễm cấp như virus sởi, virus quai bị... có thể sống sót bởi liên tục gây nhiễm cho quần thể người. Ngược lại, một số loại virus khác như virus cúm, virus sốt vàng, virus dại... có thể lưu hành trong tự nhiên trên một loài khác nữa.

Có những loại virus có khả năng sống sót lâu dài cho đến khi gặp được vật chủ cảm nhiễm như virus đậu mùa (bền vững dạng khô), cũng có loại virus có thể sống trong nước và khiến con người bị nhiễm virus theo đường ăn uống như virus đường ruột, virus rota....

Tại sao virus gây bệnh cho thực vật không tự xâm nhập được vào trong tế bào

Virus có thể tồn tại ở nhiều môi trường khác nhau

Virus và tế bào chủ cũng có những sự tương tác qua lại:

3.1 Virus hủy hoại tế bào chủ

Có nhiều loại virus có khả năng ức chế sự chuyển hóa ở tế bào chủ để tạo ra sự nhiễm độc và tạo hiệu ứng bệnh lý hoặc tế bào chết. Hiện nay, kỹ thuật Plaque - plaque forming unit: PFU có thể đánh giá sự phá hủy đám tế bào bởi virus. Tuy nhiên, có những tế bào bị nhiễm virus nếu chưa bị chết, thì chức năng của tế bào này cũng sẽ bị thay đổi.

3.2 Sự sai lạc nhiễm sắc thể của tế bào

Sau khi cơ thể nhiễm virus, virus sẽ ngày càng nhân lên bên trong tế bào và khiến cho nhiễm sắc thể của tế bào có thể bị gãy, phân mảnh hoặc có sự sắp xếp lại, gây ra hậu quả sau nhiễm virus:

  • Dị tật bẩm sinh, thai lưu
  • Sinh khối u
  • Tạo hạt virus không hoàn chỉnh (DIP: Defective interfering particle)
  • Tạo ra tiểu thể

Tại sao virus gây bệnh cho thực vật không tự xâm nhập được vào trong tế bào

Dị tật bẩm sinh do nhiễm virus

Làm thế nào để đánh bại vi rút đậu mùa?

Sự khác nhau giữa vi khuẩn và virus

XEM THÊM: