Bài giảng Vi sinh vật đại cương: Chương 2

9/18/2020

Chương 2. Virus

• Lịch sử phát hiện ra virus

• Một số đặc tính của virus

• Hình thái và cấu tạo virus

• Quá trình nhân lên của virus

• Phân loại virus

• Vai trò của virus trong đời sống

A virus is a non-cellular particle made up of genetic material and protein that can invade living cells.

Lịch sử nghiên cứu và phát hiện virus

• Khi nghiên cứu bệnh khảm cây thuốc lá đã nhận thấy

bệnh này có thể lây nếu phun dịch ép lá cây bị bệnh

sang cây lành, tuy nhiên ông không phát hiện được tác

nhân gây bệnh

• 1882, described the tobacco mosaic disease as "a

soluble, possibly enzyme-like contagium“

• 1886, changed his mind and reported that it is

"bacterial, but that the infectious forms have not yet

been isolated, nor are their forms of life known"

Adolf Mayer 1843-1942

Năm 1884 Charles Chamberland đã sáng chế ra màng lọc bằng sứ để tách các vi khuẩn.

Ivanovsky 1864-1920

1892: Dịch từ lá cây bị bệnh có thể gây bệnh cho những cây khác, mặc dù dịch này đã được lọc qua màng. 1899: Bệnh gây ra do dịch nuôi cấy vi khuẩn. 1903: Cho rằng các yếu tố gây bệnh có thể tồn tại lâu dài chỉ có thể là dạng nghỉ của vi khuẩn, hay là bào tử. Sự nhiễm bệnh chỉ có thể nhân lên trong môi trường nuôi cấy nhân tạo

1898: Dịch thu được từ cây bị bệnh được nuôi cấy trên môi

trường nuôi cấy 03 tháng và không có vi khuẩn mọc, nhưng

dịch này vẫn gây bệnh cho cây.

Các cây bị bệnh tiếp tục được thu nhận và lấy dịch, sau đó lây

nhiễm qua vài thế hệ, cây bị lây nhiễm vẫn bị bệnh, chứng tỏ

nhân tố gây bệnh không phải là độc tố.

Nhân tố gây bệnh chỉ nhân nhanh trong các mô cây còn sống Nhân tố này bất hoạt ở 900C, nhưng vẫn giữ hoạt tính khi phơi

khô và dự trữ

9/18/2020

Kết luận:

The infectious agent is not a contagium fixum, or

Beijerinck 1851-1931

microorganism, but rather a contagium vivum fluidum, or

virus.

• Năm 1901 Walter Reed và cộng sự ở Cuba đã phát hiện tác nhân gây bệnh

sốt vàng, cũng qua lọc.

• Tiếp sau đó các nhà khoa học khác phát hiện ra tác nhân gây bệnh dại và

đậu mùa. Tác nhân gây bênh đậu mùa có kích thước lớn, không dễ qua

màng lọc, do đó các tác nhân gây bệnh chỉ đơn giản gọi là virus.

• Năm 1915 nhà vi khuẩn học người Anh Frederick Twort và năm 1917 nhà

khoa học người Pháp Felix d'Hérelle đã phát hiện ra virus của vi khuẩn và

đặt tên là Bacteriophage gọi tắt là phage.

• Năm 1935 nhà khoa học người Mỹ Wendell Stanley đã kết tinh được các

hạt virus gây bệnh đốm thuốc lá (TMV). Rồi sau đó TMV và nhiều loại

virus khác đều có thể quan sát được dưới kính hiển vi điện tử.

9/18/2020

Một số đặc tính chung của virus

• Virus có kích thước nhỏ bé từ hàng chục đến hàng trăm

nanometer (20-300 nm).

• Virus không có cấu tạo tế bào, chỉ là vật chất sống đơn giản chứa

một trong 2 loại axit nucleic (ADN hoặc ARN).

• Các axit nucleic được bọc bởi một lớp vỏ protein (capsid). Một số virus có thêm lớp màng bao (vỏ ngoài), được cấu tạo bởi lipid và lipoprotein.

• Virus thiếu các bào quan như ti thể, ribosome...

• Virus kí sinh bắt buộc trong các tế bào sống để sinh trưởng và

phát triển

• Virus dựa vào tế bào chủ để cung cấp năng lượng và tổng hợp các thành phần cần thiết cho quá trình nhân lên của bộ genome và sự tổng hợp protein.

9/18/2020

Cấu tạo chung của virus

+ Lõi (bộ gen): Axit nuclêic

Lõi (bộ gen)

axit nucleic

+ Vỏ (capsit): Prôtêin

Vỏ (capsit) protoin

Phức hợp gồm axit nuclêic và protein người ta gọi là Nucleocapsit

Axit nucleic

Nucleocapsit

Capsit

9/18/2020

Capsome

- Được cấu tạo từ những đơn vị nhỏ hơn là capsome.

- Virut càng lớn số lượng capsome càng nhiều

capsid

Bộ gen của virus có điểm gì sai khác so với so với bộ gen của sinh vật nhân chuẩn?

Bộ gen của sinh vật nhân chuẩn Bé gen (DNA)

Bộ gen của virus Bé gen (RNA) Bé gen (DNA)

Bộ gen của sinh vật nhân chuẩn luôn là ADN 2 sợi

Bộ gen của virus có thể là ADN hoặc ARN 1 sợi hoặc 2 sợi

9/18/2020

Virut trần và virut có vỏ ngoài

Vá ngoµi

acid nuclªic

capsid

Gai glycoprotei n Virus có vỏ bọc (virus phức tạp) Virus trần (virus đơn giản)

Có lớp vỏ bọc bao bên ngoài vỏ capsid, trên có gắn các gai glycoprotein

Virus chỉ có cấu tạo gồm lõi và vỏ capsid (giống cấu tạo chung)

Virut có vỏ bọc

Vỏ ngoài: Lớp lipit kép và protein tương tự màng sinh chất  bảo vệ virut

Lâi capsi d

Gai glycoprotein

Gai glycôprôtêin có tác dụng gì ?

- Làm nhiệm vụ kháng nguyên, giúp virut bám trên bề mặt tế bào

9/18/2020

Hình thái của virus

• Viruses come in a variety of shapes • Some may be helical shape like the Ebola virus • Some may be polyhedral shapes like the influenza virus • Others have more complex shapes like bacteriophages

9/18/2020

Quá trình nhân lên của virus

1. Adsorption (attachment) - Cảm ứng 2. Entry - Xâm nhập 3. Uncoating - Tháo vỏ 4. 5.

Transcription - Phiên mã Synthesis of virus components - Tổng hợp các thành phần

6. Assembly -Lắp ráp 7. Release - Giải phóng

9/18/2020

Hấp phụ của virus lên tế bào cảm thụ cảm

• Xảy ra phụ thuộc tần số va chạm ngẫu nhiên giữa hạt virus với tế bào ký chủ.

• Khi bám được vào tế bào ký chủ, virus di chuyển đến điểm thụ cảm (receptor-là điểm có thành phần hóa học tương thích với virus).

Xâm nhập của virus vào trong tế bào cảm thụ

• Virus tiết ra enzyme lizosime dung giải thành tế bào ký chủ, bao đuôi co lại, trục đuôi chọc thủng màng nguyên sinh chất và bơm acid Nucleic vào bên trong.

• Phần vỏ nằm bên ngoài và không tham gia vào quá trình tái tạo hạt virus mới.

9/18/2020

Cơ chế nhập bào (Endocytosis)

Cơ chế dung bào (Membrane Fusion) • Chỉ xảy ra ở virus có vỏ

• Xảy ra cả với virus có và không có vỏ ngoài. ngoài

• Màng tế bào lõm vào bao lấy virus để tạo không bào tạm thời.

• Màng sinh chất trực tiếp dung hợp với vỏ ngoài của virus để giải phóng hạt virus vào trong tế bào.

• Sau đó không bào sẽ bị dung hợp để giải phóng virus bên trong TB

Quá trình tổng hợp các thành phần của virus

bào này tổng hợp ra các “nguyên liệu” dựa trên hệ thống trao

• Virus cung cấp thông tin di truyền cho tế bào vật chủ và bắt tế

đổi chất của tế bào kí chủ.

• Các nguyên liệu sẽ được tiếp tục tạo thành các bộ phận của

virus (vỏ protein và lõi axit nucleic)

9/18/2020

Quá trình tổng hợp Axit Nucleic và Protein

DNA viruses

• DNA của virus sẽ được nhân lên, sao mã ( tạo mRNA) và dịch

mã từ mRNA tạo protein dựa trên hệ thống trao đổi chất của tế

bào vật chủ.

RNA viruses • RNA của virus là khuôn để tổng hợp thêm RNA trong TB kí chủ. Một số lượng RNA sẽ đóng vai trò là khuôn để tông hơp protein, phần còn lại tham gia vào quá trình đóng gói để tạo nên các virus mới.

• Trong một số virus, RNA được sao mã thành cDNA dưới tác dụng của enzyme sao mã ngược (reverse transcriptase ). cDNA sau đó sẽ được chèn vào DNA của TB kí chủ. Từ đó protein cần thiết cho quá trình tạo các virus mới sẽ được tổng hợp.

9/18/2020

Quá trình tổng hợp protein

• Một vài protein được tổng hợp rất sớm, gọi là các protein đầu kì

(early protein), được tổng hợp ngay sau khi virus xâm nhập vào TB.

VD: các enzyme để sao chép mRNA, các enzyme gắn DNA của virus

vào hệ gen của tế bào chủ….

• Protein giữa kì được tổng hợp muộn hơn một chút. VD: protein cấu

trúc (vỏ capsid đầu và đuôi) và protein điều hành quá trình kết thúc

sinh tổng hợp virus.

• Một số protein được tổng hợp rất muộn gọi là protein cuối kì (late

protein) được tổng hợp ở cuối của chu trình sinh sản của virus. VD:

các enzyme tham gia lắp ráp và enzyme phá hủy thành tế bào vật chủ

Quá trình lắp ráp các thành phần của virus (assembly)

cấu trúc rỗng, gọi là tiền capsid–procapsid.

• Đa số các virus thì protein của vỏ capsid tự lắp ghép lại, tạo nên

• Sau đó do va chạm ngẫu nhiên mà axit Nu chui vào trong

procapsid và vỏ capsid tự hàn gắn lại.

9/18/2020

Axit Nu đông đặc, co cụm lại, phần protein của vỏ capsid gắn xung

quanh tạo thành phần đầu. Đuôi và lông đuôi được gắn do va chạm

ngẫu nhiên, do vậy cũng có thể xảy ra khiếm khuyết.

Quá trình giải phóng virus

• • Virus tiết ra một lượng lớn enzyme lysozyme, dung giải thành TB vật chủ tại nhiều điểm và đồng thời giải phóng ồ ạt ra ngoài. Hoặc vách TB bị phá vỡ do áp lực quá lớn gây ra từ số lượng đông đảo các virus được nhân lên.

• Cơ chế từ từ: virus tiết một lượng nhỏ enzyme lysozyme, dung giải thành TB ký chủ tại một số điểm rồi từ từ thoát ra ngoài. • TH virus có vỏ ngoài: virus có thể thoát ra ngoài theo cơ chế nảy chồi (hay xuất bào) • TH virus có kích thước cực kỳ nhỏ bé: có thể giải phóng qua các lỗ nhỏ trên thành TB ký chủ.