CHƯƠNG IV-VIRUS HỌC (8 tiết) Giảng viên: BSTY Nguyễn Xuân Hòa-TS Phạm Hồng Sơn Nội dung chương: Chương virus học viết tóm tắt 26 trang phục vụ cho tiết giảng với nội dung như: giới thiệu lịch sử phát triển virus học, đặc trưng virus, dạng hình thái cấu trúc số dạng điển hình virus Virus vi sinh vật cấu trúc gồm acid nucleic (AND ARN) vỏ bọc protein Mỗi dạng cấu trúc khác virus có khác trình tái tạo chương trình bày kỹ trình tái tạo nhóm virus điển hình Mục tiêu: Để nghiên cứu sâu virus ảnh hưởng chúng đời sống người súc vật từ có cách phòng trị thích hợp, trước tiên người học cần nắm vững đặc trưng nhất, vào hình thái phân biệt số dạng điển hình, hiểu nguyên lý tái tạo nhóm virus có acidnucleic khác I SƠ YẾU VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA VIRUS HỌC [1] Khoảng 1500 năm trước công nguyên, vào đời vua Ai Cập thứ 18 có chứng bệnh bại liệt Nhà triết học cổ Hi Lạp Arristotle (384-322 trước công nguyên) Đã miêu tả triệu chứng bệnh dại Khoảng 2-3 kỷ trước công nguyên người Trung Hoa người Ấn Độ miêu tả bệnh đậu mùa Tất nhiên người chưa biết nguyên nhân gây bệnh hiểm nghèo Năm 1886 A Mayer (người Đức) lần phát thấy bệnh khảm thuốc chứng minh bệnh truyền nhiễm Năm 1892 nhà sinh lý học thực vật trẻ tuổi D I Ivanoskii, người Nga bắt tay vào việc nghiên cứu mầm bệnh khảm thuốc Ông chứng minh mầm bệnh nhỏ vi khuẩn, chui qua nến lọc vi khuẩn sứ không quan sát kính hiển vi quang học Khi nuôi cấy môi trường nuôi cấy vi khuẩn chúng không mọc cấy vào thuốc khỏe khỏe bị mắc bệnh Từ kết ông kết luận có loại vi sinh vật nhỏ gây bệnh cho thuốc ông gọi chúng vi khuẩn cực tiểu hay độc tố vi khuẩn Sáu năm sau, năm 1898 nhà vi sinh vật học Hà Lan M.W Beijerinck (1851-1931) nghiên cứu cách độc lập mầm bệnh bệnh khảm thuốc ông cho chất dịch có hoạt tính truyền nhiễm ông dùng tiếng Latin virus (mầm độc) để gọi mầm bệnh này Ông kết luận: Bệnh đốm thuốc vi khuẩn gây mà ''chất dịch có hoạt tính truyền nhiễm'' Ông dùng tiếng Latin Virus (mầm độc) để gọi mầm bệnh Thuật ngữ virus có từ Virus qua lọc sản sinh mô sống thực vật Có thể diệt virus cách đun sôi Tuy nhiên sấy khô tính độc Cũng vào năm hai nhà bác học Đức F Loefler F Frosch lần phát virus gây bệnh lở mồm long móng gia súc có sừng Năm 1901, bác sĩ quân y người Anh phát virus gây bệnh sốt vàng người Về sau thời gian ngắn, nhà bác học liên tiếp phát hàng chục virus gây bệnh cho người gia súc Mãi đến năm 1939 kính hiển vi điện tử đời từ mốc thời gian này, loài người nhìn thấy hình dạng virus Virus quan sát virus khảm thuốc Từ ngành virus học phát triển nhanh chóng, đến trở thành ngành khoa học hoàn chỉnh 74 Do phát triển nghiên cứu virus, từ trước đến có nhiều định nghĩa khác virus, song định nghĩa đầy đủ Giáo sư Chu Phúc Đán (Đại Học Phúc Đán Trung Quốc) Định nghĩa virus sau: ''Virus loại sinh vật phi tế bào, siêu hiển vi, loại virus chứa loại acid nucleic Chúng ký sinh bắt buộc thể sống, dựa vào hiệp trợ hệ thống trao đổi chất vật chủ mà chép acid nucleic, tổng hợp thành phần protein, sau tiến hành lắp nối để sinh sản; điều kiện thể, chúng tồn lâu dài trạng thái đại phân tử hóa học, không sống có hoạt tính truyền nhiễm'' Người ta phát 1671 loài virus côn trùng (1990), 931 loài virus động vật có xương sống, 300 loài virus người (1984), 100 loài virus nấm, 2850 loài chủng thực khuẩn thể (1987) II NHỮNG ĐẶC TRƯNG CỦA VIRUS VÀ PHÂN LOẠI VIRUS [1] 2.1 Những đặc trưng virus Virus vi sinh vật chưa có cấu tạo tế bào, kích thước nhỏ bé, muốn thấy chúng phải sử dụng kính hiển vi điện tử, virus nhỏ bé có đặc trưng vật chất sống, nhân lên tế bào sống gây bệnh hầu hết loài sinh vật Virus có đặc tính sau: 1- Virus có kích thước vô nhỏ bé từ hàng chục đến hàng trăm nm (1nm = 10 -3µ = 10 A0) 2- Virus cấu tạo tế bào, vật chất sống đơn giản chứa loại acid nucleic (ADN ARN ) bao bọc lớp protein, protein có tác dụng bảo vệ giúp cho virus bám vào tế bào Một số loại có áo (có nguồn gốc từ tế bào chủ) 3- Thông tin di truyền acid nucleic điều hành trình tổng hợp thành phần cấu tạo nên virus virus xâm nhập vào tế bào 4- Virus trao đổi chất, sinh sản tổ chức sống 5- Virus ký sinh nội bào tuyệt đối, tách khỏi tế bào chủ virus không sống được, gọi virus vật trung gian vô sinh hữu sinh 6- Virus có khả tạo thành tinh thể Tùy lúc giai đoạn chức virus mà có tên gọi khác Virion: (hạt virus) dạng virus có thành phần phần hóa học hoàn chỉnh virus thành thục Virus tái tạo: dạng acid nucleic virus sau xâm nhập vào tế bào cảm nhiễm, dạng virus tái tạo virion Viroid: vỏ bọc protein có dạng sợi có khả gây bệnh 75 Lọai virus Họ Nhóm, chi Hình thái Kích thước Virus ADN sợi (không có áo ngoài) Hình thái phân loại virus (theo Phạm Hồng Sơn 2002)[3] Circoviridae Circovirus Cầu 15-17 Pavovirus Pavoviridae Hạt, hình Nhỏ cầu Densovirus Mastadenovirus Các virus có enzyme phiên ngược Hai sợi 70-90 dạng xoắn Aviadenovirus Papillomavirus, Polyomavirus Khối, 20 mặt tam 45-55 giác Poxviridae Orthopoxvirus, Parapoxvirus,Avipoxvirus, Capipoxvirus, Suispoxvirus, Leporipoxvirus, Moluscipoxvirus, Yatapoxvirus; +Entomopoxvirinae: A, B, C, Thoi, viên gạch Herpesviridae Alphaherpesvirinae, Phức tạp, Betaherpesvirinae, trung tâm Gamaherpesvirinae, 90 có lõi loài biết đến Baculoviridae Granulovirus, Nucleopolyhedrovirus, Baculovirus Chưa rõ 50-70 x 240420 HepaADNviri dae HepaADNvirus: +OrthohepaADNvirus, +AvihepaADNvirus Cầu 40-42 Retrovirus +Oncovirus, +Retrovirus +Retrovirus +Sspumavirus, +Lentivirus, Cầu 80-130 Papovavirida e Retroviridae +Retrovirus, type D, type +HTV/BLV, 220 - 450 x 140 Virus ADN hai sợi có áo Virus ADN hai sợi (không có áo ngoài) Adenoviridae 76 Các virus ARN sợi âm (có áo ngoài) Orthomyxovir idae Influenza virus Influenza virus C Paramyxoviri dae Respirovirus, Rubulavirus, Henipavirus, Morbillivirus; Cầu, que, 150Pneumovirus số chưa sợi 300 phân loại Phlebovirus, Hantavirus, Cầu Bunyaviridae Bunyavirus, Nairovirus, Tospovirus Arenaviridae LCM-Lassa group-Nhóm Cầu, LCM-Lassa, Tokabe định Rhabdovirida e Các virus ARN sợi dương có áo A,B; Vesiculovirus, Lyssavirus, Rhabdovirus thực vật Filoviridae Marburgvirus, Restonvirus BoARNviridae chung với Filoviridae Paramyxoviridae Coronavirida e Ebolavirus, Coronavirus, Torovirus Cầu Que 80-120 90-110 vô 110130 45-430 Sợi, que Ôn phân định 80 nhánh, , Cầu 80-100 Cầu 75-160 Gần hình 50-72 cầu Arteriviridae Togaviridae Alphavirus có 27 loài, Rubivirus (Rubellavirus, sởi đỏ) Cầu 60-70 Flaviviridae Flavivirus có loài, Pestivirus có loài, Hepatitis C virus Group (nhóm viêm gan C) Cầu nhỏ 40-60 77 Virus ARN sợi (dương) áo Virus ARN hai sợi (không có áo ngoài) Caliciviridae Piconarvirida e Asstroviridae Reoviridae BiARNviridae Calicivirus: Vesicular exanthema virus, San Miguel sea lion virus, Feline calicivirus, Canine calicivirus, Rabbit haemorrhagic disaese virus Khối mặt xứng Enterovirus, Hepatovirus, Cardiovirus, Rhinovirus, Nhỏ Aphtovirus, số chưa mặt phân loại Astrovirus: Cầu 20 đối 35-39 20 22-30 27-30 Reoviruses: Orthoreoviruses, Orbivirus, Đối xứng Coltivirus, Rotavirus, 20 mặt 60-80 Aquareoviruses, Cypovirus, hay cầu Phytoreovius, Fijivirus, virus thực vật chưa phân nhóm BiARNvirus Đối xứng 60 20 mặt III HÌNH THÁI CẤU TẠO CỦA VIRUS [4] 3.1 Hình thái virus Virus chưa có cấu tạo tế bào, virus gọi tế bào mà gọi hạt virus hay virion Đó virus thành thục có cấu trúc hoàn chỉnh Thành phần chủ yếu hạt virus acid nucleic (ADN hay ARN ) bao quanh vỏ protein Acid nucleic nằm hạt virus tạo thành lõi hay hệ gen virus Protein bao bọc bên lõi tạo thành vỏ capsid Capsid mang thành phần kháng nguyên có tác dụng bảo vê lõi acid nucleic Capsid cấu tạo đơn vị capsom Lõi vỏ hợp lại tạo thành nucleocapsid, kết cấu virus Một số virus phức tạp, bên capsid có màng bao (hay áo ngoài) cấu tạo lipid hay lipoprotein Có loại màng bao có mấu gai bám đầy chung quanh Màng bao thực chất màng tế bào chất vật chủ bị virus cải tạo thành mang tính kháng nguyên đặc trưng cho virus Màng bao bị dung môi hòa tan lipid (cồn, ether, ) phá hủy Hình thái virion Để quan sát hình thái virion phải sử dụng kính hiển vi điện tử, ta thấy virion thường có cấu trúc đối xứng xoắn, đối xứng 20 mặt đối xứng đẳng trục Loại thứ ba 78 đối xứng phức hợp, không giống loại Mỗi loại đối xứng lại phân thành loại có màng bao loại màng bao A Đối xứng xoắn: *Không có màng bao: Hình que: virus khảm thuốc (TMV) Hình sợi: thể thực khuẩn f1, fd, f13 vi khuẩn E.coli *Có màng bao: Dạng uốn khúc: virus cúm (họ Orthomyxoviridae) Dạng đạn: virus dại họ (Rhabdoviridae) B Đối xứng 20 mặt *Không có màng bao: Dạng nhỏ: virus viêm tủy xám (họ PicoARNviridae) Dạng lớn: virus mụn cơm (họ Parvoviridae) Virus sởi: (họ Togaviridae) C Đối xứng phức hợp *Không có màng bao: thể thực khuẩn T vi khuẩn E coli *Có màng bao: virus đậu mùa (họ Poxviridae) 79 3.2 Thành phần hóa học virus Virus chưa có cấu tạo tế bào, virus gọi tế bào mà gọi hạt virus hay virion Một virus thành thục có cấu trúc hoàn chỉnh Bao gồm hai thành phần chính: hạt virus acid nucleic (ADN hay ARN ) protein vỏ Acid nucleic nằm hạt virus tạo thành lõi hay hệ gen virus Protein bao bọc bên lõi tạo thành vỏ capsid Capsid mang thành phần kháng nguyên có tác dụng bảo vê lõi acid nucleic Capsid cấu tạo đơn vị capsom Lõi vỏ hợp lại tạo thành nucleocapsid, kết cấu virus Một số virus phức tạp, bên capsid có màng bao cấu tạo lipid hay lipoprotein Có loại màng bao có mấu gai bám đầy chung quanh Màng bao thực chất màng tế bào chất vật chủ bị virus cải tạo thành mang tính kháng nguyên đặc trưng cho virus Màng bao bị dung môi hòa tan lipid (cồn ethe, ) phá hủy Acid nucleic nằm hạt virus tạo thành lõi hay hệ gen virus Acid nucleic sở lưu giữ tái tạo thông tin di truyền thành phần quan trọng virus Virus có nhiều loại hình acid nucleic sở phân tử đáng tin cậy để phân loại virus Các loại hình acid nucleic phân biệt dựa điểm ý sau - Là ADN hay ARN? - Là chuỗi đơn hay chuỗi kép ? - Là dạng sợi hay dạng vòng? - Là vòng kín hay vòng hở? - Hệ gen thành phần, hai thành phần, ba thành phần hay nhiều thành phần? Ví dụ: Thông tin di truyền ADN Chuỗi đơn Dạng sợi Chuỗi kép Dạng vòng Dạng sợi Dạng vòng Adenoviridae Thể thực (gây bệnh đường hô Pavoviridae (gây khuẩn, φ X 174, Papovavirida hấp), Herpesviridae bệnh ban đào trẻ em) e (mụn cơm) M13, fd, f1 E (mụn rộp), Poxviridae coli (gây bệnh đậu, mùa) Thông tin di truyền ARN 80 Chuỗi đơn PicoARNviridae, ( viêm gan A), Rhinovirus (LMLM)Caliciviridae, Togaviridae, Bunyaviridae, Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae , Rhabdoviridae (dại), Retroviridae Chuỗi kép Reoviridae, tiêu chảy trẻ, virus PCV gây bệnh cho côn virus, virus gây bệnh vàng lúa, thể thực khuẩn φ6 Pseudomonas Protein bọc bên lõi tạo thành vỏ gọi capsid Capsid mang thành phần kháng nguyên có tác dụng bảo vệ lõi acid nucleic Capsid có cấu tạo hạt đơn vị phụ gọi hạt capsid hay capsom Lõi vỏ hợp lại tạo thành nucleocapsid, kết cấu virus Một số virus phức tạp, bên capsid có màng bao có cấu tạo lipid hay lipoprotein Có lúc màng bao có mấu gai bám đầy chung quanh Màng bao thực chất màng tế bào chất màng nhân tế bào vật chủ bị virus cải tạo thành mang tính kháng nguyên đặc trưng cho virus Màng bao bị dung môi hòa tan lipid (như ete, ) phá hủy 3.3 Cấu trúc ba dạng hình thái điển hình virus 3.3.1 Cấu trúc đối xứng xoắn: lấy virus gây bệnh khảm thuốc (TMV: Tobacco mosa) làm ví dụ Loại virus phát sớm nghiên cứu sâu TMV có hình que thẳng, dài 300 nm, rộng 15 nm, lõi rộng nm TMV chứa 95% protein 5% chuỗi ARN đơn Capsid chứa 2130 capsom hình giầy Mỗi capsom cấu tạo 158 gốc acid amine, khối lượng phân tử 17500 Các capsom bám vào sợi ARN xoắn trôn ốc Có thảy 130 vòng xoắn, vòng xoắn dài 2,3 nm, có trung bình 16,33 capsom Sợi ARN có chứa 6390 nucleotit, khối lượng phân tử x 106 Cứ nucleotit kết hợp với phân tử protein Vì TMV có vỏ protein bao bọc quanh sợi ADN xoắn ốc nên có kết cấu ổn định Có tác giả cho biết, bảo quản nhiệt độ bình thường 50 năm TMV giữ lực cảm nhiễm Khi xử lý TMV kiềm yếu pH =10,5 TMV bị phân thành đoạn protein ARN riêng Mỗi đoạn protein chứa vài capsom Nếu hạ pH xuống ARN, capsom gắn lại với tạo thành vỏ capsid giống hệt cũ Nếu có ARN chúng gắn lại với ban đầu để tạo thành virus TMV hoàn chỉnh, có độ dài xác định TMV gây tổn thất đáng kể thuốc lá, đậu đỗ số trồng khác Gần người ta nghiên cứu tới loại vaccin TMV để phòng bệnh cho cà khoai tây, 81 3.3.2 Đối xứng 20 mặt Lấy virus Adenovirus làm ví dụ Đó loại virus gây bệnh cho người động vật phân lập năm 1953 Chúng xâm nhiễm vào đường hô hấp, kết mạc mắt, tổ chức lympho gây viêm Từ thập kỷ 80 người ta biết có tới 80 loại Adenovirus, vật chủ tự nhiên người, trâu bò, chó, khỉ, chuột, chim, ếch, nhái Adenovirus có cấu trúc 20 mặt, thoáng trông gần giống hình cầu, màng bao, đường kính 70-80 nm Chúng có tất 12 góc, 20 mặt, 30 cạnh Capsid cấu tạo 252 capsom, có 12 thể ngũ lân có khối lượng phân tử 70000, phân bố 12 góc 240 thể lục lân có khối lượng phân tử 120.000, phân bố 20 mặt Thể ngũ lân cấu tạo monomer protein mọc thẳng đầu có hình cầu, sợi gọi sợi ADN xoắn kép Tất loại Adenovirus có 36.500 cặp nucleotit Adenovirus phát triển tổ chức tế bào người, thích hợp tế bào tổ chức thận, không phát triển phôi gà Vì Adenovirus phát triển lắp bên nhân tế bào vật chủ làm cho tế bào vật chủ tạo thể bao hàm 82 83 Trường hợp phá vỡ tế bào, không làm sản sinh hệ thể thực khuẩn mới, người ta gọi phá vỡ tự ngoại Các ion dương hóa trị hai thường xúc tiến hấp phụ: Ca2+, Mg2+, Ba2+, Các ion hóa trị ba thường làm bất hoạt hấp phụ: Al3+, Fe3+, Cr3+, Các nhân tố bổ trợ: tryptophan xúc tiến hấp phụ thể thực khuẩn T4 pH: môi trường trung tính có lợi cho hấp phụ, môi trường pH10 khó hấp phụ Nhiệt độ thích hợp cho phát triển, nhiệt độ thích hợp cho hấp phụ Cần nắm vững yếu tố nói để xúc tiến hấp phụ cần tiêu diệt vi khuẩn gây hại ức chế hấp phụ sử dụng vi khuẩn xạ khuẩn công nghiệp lên men 4.2 Sự xâm nhập virus vào tế bào ký chủ Sau hấp phụ đĩa gốc sợi đuôi nhận kích thích, làm cho 144 capsom bao đuôi có vận động phức tạp Chúng co lại 1/2 chiều dài đâm ống đuôi vào qua thành tế bào màng tế bào chất Trong trình enzyme lysozyme đầu ống đuôi có tác dụng hòa tan peptydoglican phận thành tế bào Sự tiếp nhận nucleocapsid qua tế bào nhận cảm làm cho màng tế bào bị chảy ra, (nơi tiếp xúc virus với tế bào chủ hòa vào hình thành lỗ hổng) vỏ bọc virus lại màng tế bào Ngay nucleic acid chảy vào tế bào qua lỗ hổng virus gây nên Thời gian hấp phụ đến xâm nhập ngắn, nhiệt độ thích thích hợp thể thực khuẩn T4 cần có 15 giây Nếu có từ hai thể thực khuẩn trở lên xâm nhập vào tế bào vật chủ cuối có thể thực khuẩn sinh sản mà 4.3 Giai đoạn cởi áo acid nucleic Từ nucleocapsid cần tham gia protein tế bào hay số quan khác Cởi áo bộc lộ gen virus Tiếp sau cởi áo acid nucleic virus vào chu kỳ tái tạo hay bản, yên lặng thời gian cư trú hệ gen tế bào ký chủ có tác nhân kích thích hoạt động 87 4.4 Sự chép[6] 4.4.1 Sao chép acid nucleic Quá trình sinh sản xẩy với chép acid nucleic sinh tổng hợp protein Đầu tiên thể thực khuẩn cung cấp thông tin di truyền cho tế bào vật chủ bắt tế bào tổng hợp ''nguyên liệu'' dựa hệ thống trao đổi chất tế bào vật chủ Các nguyên liệu tiếp tục tạo thành phận thể thực khuẩn (vỏ protein acid nucleic) Sau lắp ráp thành phần thành thể thực khuẩn hoàn chỉnh Đó thể thực khuẩn hệ có kích thước 4.4.1.1 Sao chép ADN virus Phần lớn trường hợp, trình tái tạo diễn nhân tế bào Trừ số trường hợp ngoại lệ Poxviruses Iridoviruses (virus gây bệnh côn trùng cá) trình tái tạo xảy tế bào chất Ở virus ADN trình nhân lên diễn nhân tế bào, có tham gia enzyme ADN polymerase, ARN polymerase tế bào ký chủ Trường hợp Poxviruses Iridoviruses, virion mã hóa enzyme transcriptase chúng tái tạo tế bào chất Tái tạo ADN virus tuân theo nguyên tắc bán bảo toàn đảm bảo tính đối xứng hai mạch tái tạo Trong trường hợp ADN virus Adenovirus trình tái tạo hai mạch không thiết phải tuân thủ nguyên tắc Trong tế bào vật chủ ADN chuỗi thẳng thể thực khuẩn khép vòng kín nhờ ligase Nhiễm sắc thể vòng virus mở đầu chép vị trí đặc biệt diễn theo hai hướng quanh phân tử theo trình tương tự nhiễm sắc thể vi khuẩn 88 Những lần chéo nhiều trường hợp diễn theo trình gọi vòng xoáy Một endonuclease cắt hai sợi đầu 3'-OH sợi bị cắt dùng làm ngòi để gắn thêm nucleotide khác Sợi nguyên vẹn bổ sung dùng làm khuôn Như đầu 5' bị thay sau chép Theo cách phân tử sợi kép tổng hợp dài gấp nhiều lần nhiễm sắc thể virus Các phân tử gọi thể đa liên Sau cắt thành nhiễm sắc thể virion thường Trong số trường hợp khép vòng không diễn trước chép Phân tử ADN virus dạng duỗi thẳng chép nhiều lần thành phân tử giống Sau tái tổ hợp để tạo thể đa liên Cuối thể đa liên endonuclease cắt thành nhiễm sắc thể virus 4.4.1.2 Sự chép ARN virus Quá trình tổng hợp ARN virus, xảy sớm xác tế bào chất không phụ thuộc vào nhân Trường hợp ngoại lệ Orthomyxoviruses trình chép phụ thuộc vào ADN vật chủ Retroviruses tái tạo thông qua ADN trung gian Còn lại NST ARN chép qua chất trung gian ARN sợi đôi +Khi ARN virion sợi dương: NST dịch mã sau xâm nhập vào tế bào vật chủ, protein mà virus phải tổng hợp replicase (ARN-polimease phụ thuộc ARN) không gặp tế bào chưa bị nhiễm virus Replicase xúc tác tổng hợp phân tử ARN gọi sợi đơn bổ sung cho NST virus Như NST chép qua hai chặng Trước hết sợi âm tổng hợp để tạo thành phân tử sợi đôi dạng chép Sau replicase dùng sợi âm làm khuôn để tổng hợp sợi dương +Khi ARN virus sợi âm sợi kép: dịch mã thiếu vị trí gắn ribosom Tất virion chứa NST chứa phân tử replicase vào tế bào chủ với NST Replicase xúc tác chép NST virus qua dạng trung gian sợi kép Ở virus sợi dương tổng hợp từ dạng trung gian chép, dùng làm ARN thông tin để tổng hợp protein virus Về mặt di truyền thể thực khuẩn đơn giản Nhiễm sắc thể đọc mã cho protein: protein capsid chủ yếu (protein vỏ), protein capsid thứ yếu (protein thành thục), protein dung giải ARN- replicase 89 Các virus phức tạp chứa nhiều gen đọc mã cho protein capsid cho trình tập hợp Chẳng hạn thể thực khuẩn T cần 40 gen để tổng hợp capsid Các đơn vị kiến trúc máy sinh tổng hợp bao gồm: acid amine, ribosom, nucleozit triphosphat cần cho virus chép tế bào vật chủ tổng hợp nên Tuy nhiên số virus chứa nucleotide cải biến không thấy có tế bào vật chủ Trong trường hợp ADN virus đọc mã cho enzime xúc tác số bước quan trọng trình tổng hợp số nucleotide không bình thường Trong đa số trường hợp việc tổng hợp bazơ không bình thường bắt đầu nucleotide monophosphat bình thường Một enzyme virus đọc mã cải biến nucleotide này, enzyme khác virus chuyển nucleotide thành NTP (nucleotide triphosphat) không bình thường Cuối polymerase virus đọc mã lắp nucleotide vào acid nucleic virus Để ngăn cản việc lắp bazơ bình thường vào nhiễm sắc thể virus, số virus tổng hợp enzyme có chức phân hủy NTP bình thường cách chuyển thành NMP tương ứng, cung cấp nhiều chất cho việc tổng hợp triphosphat không bình thường Acid nucleic chứa nucleotid không bình thường có ưu điểm chọn lọc kháng lại tác dụng phân giải nuclease tế bào chủ Ví dụ: thể thực khuẩn T chẵn bình thường E coli chứa 5- hydroximethylixitozin glucozil hóa vị trí 5'-OH; thể thực khuẩn đột biến khả glucozil hóa vị trí 5' OH, ADN bị bất hoạt nuclease gặp E coli Dưới base cải biến gặp ADN số thể thực khuẩn Base cải biến 5Hydroximethylxitozin Base bị thay Mức Thể độ cải biến thực khuẩn (%) T Vi khuẩn chủ Citozin 100 Citozin 100 Timin 100 ∅E B.subtillis Uracin Timin 100 PBS2 B subtillis 2- Aminoadenin Adenin 100 S2L α-Glutamiladenin Adenin 20 SP10 5- Methylxitozin 5Hydroximethyluracin chẵn XP 12 E coli Xanthomanos ozyzae Synechococcus elongus B subtillis Retroviruses có enzyme dịch mã ngược (ARN-dependent ADN polymerase) xúc tác tổng hợp ADN trung gian để kết hợp với gen tế bào ký chủ 4.4.2 Sinh tổng hợp protein 4.4.2.1 Sinh tổng hợp protein pha sớm Thông tin di truyền chứa acid nucleic mARN chuyển đến ribosome có nguyên sinh chất tế bào Trên polyribosome protein sớm tổng hợp cách xếp acid amin Protein pha sớm tổng hợp trình nhân lên virus gồm có hai loại -Protein hạn chế: làm nhiệm vụ kìm hãm đình tất trình tổng hợp tế bào chủ, để tế bào cung cấp chất cho trình nhân lên virus 90 -Protein hoạt hóa: protein có liên quan tới việc chép virus, ADN polymerase ARN polymerase, hoạt tính men tế bào tăng rõ rệt, có tác dụng xúc trình tổng hợp acid nucleic 4.4.2.2 Sinh tổng hợp protein cấu trúc (trong pha muộn) Quá trình sinh tổng hợp protein cấu trúc virus thường xẩy sau tổng hợp acid nucleic Là giai đoạn phiên dịch mã mARN, xếp acid amin có tế bào thành protein virus Quá trình có tham gia ribosome, tARN (vận chuyển acid amin) enzyme phục vụ cho trình tổng hợp protein Giai đoạn trình tổng hợp protein vi khuẩn Sự sinh trưởng nội bào virus gây nên nhiều hậu có hại cho tế bào vật chủ Sự chép số thể thực khuẩn sợi chứa ADN kìm hãm nhẹ tốc độ sinh sản vật chủ Trong chép thể thực khuẩn T chẵn, kìm hãm biểu gen chủ, tổng hợp số nuclease phân hủy ADN tế bào vật chủ Thậm chí gen thoát tác dụng nuclease phiên mã, enzyme virus đọc mã adenyl hóa bất hoạt hóa ARN-polymerase tế bào vật chủ 4.5 Sự thành thục virus Sự thành thục gọi lắp ráp, giai đoạn thứ tư trình sinh sản virus Sau protein capsid acid nucleic tích lũy phong phú, tế bào vật chủ bắt đầu trình lắp ráp Ở virus thực vật TMV virus có cấu trúc đối xứng xoắn ốc lắp ráp tương đối đơn giản Các protein capsid liên kết với geneom virus cuộn lại thành hình xoắn ốc Sự lắp ráp thể thực khuẩn có đối xứng, phức tạp Khi trình lắp ráp giải phóng virion thành thục liên quan với Việc tập hợp diễn mặt màng tế bào chất protein capsid gắn vào ADN sợi sinh trưởng bị đẩy qua thành tế bào Việc lắp ráp virus có đối xứng 20 mặt thể thực khuẩn virus có đối xứng phức hợp (có đầu đuôi) khác chút Trong đa số trường hợp protein capsid tập trung lại thành cấu trúc rỗng gọi procapsid hay tiền capsid, có hình dạng kích thước capsid Sau acid nucleic virus vào cấu trúc kết hợp thành trạng thái chặt chẽ Với virus có đối xứng 20 mặt, procapsid hàn lại trở nên không thấm phân tử lớn Ở thể thực khuẩn gồm hai thành phần đuôi tập hợp riêng biệt sau gắn với đầu có chứa ADN Trong hầu hết trường hợp bước cuối giai đoạn lắp ráp virus có vỏ việc tiếp nhận phần màng tế bào vật chủ bao lấy lõi nuclecasid virus qua màng tế bào vật chủ Trước diễn bước này, protein virus đọc mã tích tụ màng tế bào chất hay màng nhân Ở virus động vật có vỏ, protein virus tổng hợp ribosom gắn vào mạng lưới nội chất thô màng bên cạnh bao lấy chúng tổng hợp Thường protein glicozid hóa enzyme có mặt mạng lưới nội chất Các virus có vỏ chứa ARN protein vỏ virus di chuyển đến màng tế bào chất nhờ máy Golgi Sau lõi nucleo protein virion di chuyển đến mặt màng bao bọc màng chứa protein virus, lõi rời tế bào nhờ trình tương tự trình nẩy chồi Ở virus có vỏ chứa ADN protein màng di chuyển đến màng nhân Tại nucleocapsid tập hợp nhân liên kết với 91 vùng màng nhân, gắn với protein màng virus Màng bao quanh lõi nucleoprotein virion tách khỏi nhân Virion thành thục chuyển tới mạng lưới nội chất 4.6 Sự phóng thích Ở virus ARN có vỏ thể thực khuẩn dạng sợi, phóng thích khỏi tế bào phần trình lắp ráp cuối virion Virus ADN có vỏ, di chuyển từ mạng lưới nội chất đến bào nang Từ chúng phóng thích nhờ trình đào thải khỏi tế bào gọi trình xuất bào Ở số virus động vật, vỏ (Adenovirus) virus trực tiếp phóng thích qua màng tế bào chất mà không làm tổn hại đến tế bào chủ Tuy nhiên, nhiều virus động vật virus thực vật làm giết chết tế bào vật chủ thoát sau tế bào chủ bị tự phân Trong phần lớn trường hợp thể thực khuẩn giải phóng thông qua việc làm phân giải vi khuẩn Có trường hợp gen thể thực khuẩn biểu pha muộn đọc mã cho lysozyme phân giải liên kết glycozit peptidoglican Có loại thể thực khuẩn mang gen đọc mã cho việc phân giải liên kết peptit peptidoglycan V CÁC PHƯƠNG PHÁP NUÔI CẤY VIRUS Virus hệ thống enzyme chúng nuôi cấy môi trường tổ chức sống Virus phát triển môi trường nhân tạo Tùy loại virus mà người ta lựa chọn phương pháp nuôi cấy thích hợp 5.1.1 Nuôi cấy động vật thí nghiệm Đây phương pháp cổ điển, sử dụng từ lâu (Pasteur tiêm virus dại vào não thỏ) ngày ứng dụng để phân lập virus, để nghiên cứu bệnh lý, tác dụng gây bệnh thể tổ chức riêng biệt, đặc tính sinh học virus Tuy nhiên phương pháp tương đối cồng kềnh, nhiều thời gian, không kinh tế đặc biệt dễ gây ô nhiễm lây lan mầm bệnh Phương pháp này, dùng huyễn dịch bệnh phẩm nghi có virus tiêm cho động vật cảm thụ, sau thời gian động vật cảm thụ có biểu lâm sàng Căn vào biểu lâm sàng bệnh tích đặc trưng mổ khám, kết luận có mặt virus Nếu biểu lâm sàng không lộ rõ ra, người ta xác định hiệu giá kháng thể máu vật, qua chứng minh có mặt virus Nếu sau tiêm, động vật không bị ốm, người ta giết động vật sau 5-10 ngày, dùng phủ tạng nghiền nát thành huyễn dịch để tiêm cho động vật ''tiêm truyền mù'' Bằng cách sau 2-3 lần tiêm gây bệnh cảnh lâm sàng gây biến đổi phủ tạng vật mà qua phán đoán tồn virus Tùy loại virus mà lựa chọn động vật cảm thụ Ví dụ: virus Neucastle chọn gà giò, virus gây viêm não dùng chuột trắng, virus dịch tả lợn dùng lợn choai, virus cúm dùng sóc Tùy theo tính chất gây bệnh virus, tùy theo mục đích công việc nghiên cứu mà lựa chọn đường tiêm thích hợp Ví dụ: virus đường hô hấp (cúm), giỏ vào mũi tiêm vào khí quản; virus hướng thần kinh tiêm vào não (dại, viêm não); virus hướng thượng bì (virus đậu) xát lên da lỗ chân lông, virus hướng phủ tạng tiêm vào xoang bụng, da bắp thịt Phương pháp tiêm truyền virus qua động vật dùng để chế tạo loại vaccin hay kháng nguyên chẩn đoán Thuận lợi phương pháp nghiên cứu bệnh lý vật, tác dụng gây bệnh virus toàn thể tổ chức riêng biệt Nhược điểm: cồng kềnh, nhiều thời gian không kinh tế 5.1.2 Phương pháp nuôi cấy phôi thai gà phát triển 92 Đa số virus phát triển môi trường phôi thai gà, phương pháp sử dụng rộng rãi để phân lập, kiểm nghiệm, định loại virus, chế tạo kháng nguyên loại vaccin Đây phương pháp thuận lợi, tiết kiệm kinh phí cho kết nhanh chóng, nuôi cấy hàng loạt phôi gà thu lượng virus lớn Lấy trứng gà thụ tinh cho ấp 380C độ ẩm 60% tùy thuộc vào loại virus, mà chọn tuổi phôi thích hợp thường 6-13 ngày lựa chọn đường tiêm vào tổ chức khác phôi Sử dụng phương pháp cần ý Với virus cảm nhiễm đường hô hấp tiêm vào túi niệu túi ối, màng niệu đệm não, với virus hướng da tiêm vào màng niệu đệm, virus hướng thần kinh tiêm vào túi lòng đỏ, màng niệu đệm màng não Sau tiêm dùng paraphin vô trùng gắn lên vị trí tiêm, tiếp tục ấp tủ ấm 370C 2-4 ngày, sau mổ trứng lấy tổ chức chứa virus Dựa vào biến đổi đại thể tổ chức phôi mà đánh giá phát triển virus Ví dụ: nuôi cấy virus đậu vào màng niệu đệm, màng niệu đệm dày lên, tiêm virus Neucastle vào túi niệu sau 24-48 giờ, có xuất huyết phôi, phôi bị phù Trong trường hợp không gây bệnh tích biến đổi nhìn thấy được, người ta phát nhân lên virus phôi cách tiêm dịch thể túi huyễn dịch tổ chức phôi nghiền nát vào động vật cảm thụ, sau xét nghiệm phản ứng huyết Ngoài phôi gà người ta dùng phôi vịt để nuôi cấy virus Ví dụ: virus dịch tả vịt Ngoài đường tiêm thích hợp phải chọn liều tiêm phù hợp, virus học có hai loại liều tiêm: +Liều tiêm thực tế ml, thông thường 0,2ml/phôi +Liều tiêm cần thiết: biểu thị nồng độ pha loãng virus theo số LD50 (Lethal dosis) tức liều tối thiểu gây chết 50% theo số ID 50 (Infection dosis) tức liều gây nhiễm 50% 5.1.3 Nuôi cấy virus tổ chức tế bào Đây phương pháp khoa học tiên tiến sử dụng rộng rãi y học thú y học để nghiên cứu virus nuôi cấy, phân lập, giám định, chuẩn độ virus, xác định tính chất huyết học, quan sát hình thái siêu cấu trúc virus đặc biệt dùng môi trường tế bào tổ chức, để chế tạo vaccin Nguyên tắc: lấy tổ chức tế bào cho vào môi trường dinh dưỡng thích hợp tế bào sống bắt đầu phân chia Nếu sau thời gian lại rửa cho thêm dung dịch mới, tế bào phân chia không ngừng Dùng tế bào để cấy virus Để tạo tế bào tổ chức người ta lấy tế bào từ mô người động vật người ta dùng tế bào sơ phôi gà hay tế bào Hela (tế bào da lấy từ cô gái có tên Hela), màng ối, thận, phôi, thận lợn, tinh hoàn động vật, Nuôi tế bào: sau lấy mô, người ta dùng men trypsin phá hủy mô liên kết tế bào để tách chúng thành tế bào riêng lẻ sau quay li tâm với dung dịch muối đệm để loại hết trypsin thêm vào môi trường dinh dưỡng để nuôi tế bào Môi trường dinh dưỡng nuôi cấy tế bào chia làm hai loại: tự nhiên (có nguồn gốc từ chất có sẵn huyết động vật, nước ép thai, chất đệm) tổng hợp (gồm nhiều chất khác nha acid amin, hydrat carbon, lipit, muối khoáng có thêm huyết để chúng phân chia tăng số lượng tế bào 93 Trộn môi trường dinh dưỡng với hỗn dịch tế bào rót vào bình dẹt đĩa petri, đặt nằm 370C, sau 6-7 ngày tế bào mọc dính chặt vào đáy bình tạo thành lớp tế bào Dùng hỗn dịch virus pha loãng 10-2-10-1 dung dịch muối đệm Hank cấy vào bình đựng tế bào lớp, cho vừa đủ ướt mặt lớp tế bào Sau đổ dung dịch môi trường vào bình Khi nuôi cấy môi trường tế bào, song sng với nhân lên số lượng virus thoaí hóa tế bào thể biến đổi đặc trưng tế bào virus gây Hiện tượng gọi hủy hoại tế bào CPE (Cyto pathogen effect) Căn vào CPE quan sát kính hiển vi quang học, đánh giá kết nuôi cấy virus, CPE có bệnh tích đặc trưng sau: -Tế bào co tròn, nguyên sinh chất bị mất, nhân -Tạo nên dung bào, tế bào co tròn, nguyên sinh chất mất, nhân vỡ tan, -Tạo cầu nối tế bào tế bào lành tế bào bị nhiễm có nhiều cầu nối, tạo thành đám tế bào -Tạo nên hợp bào: tế bào hợp lại chung màng có nhiều nhân -Tạo nên tiểu thể bao hàm nằm nhân, nguyên sinh chất Thời gian nhân lên virus có khác nhau, nói chung từ 2-10 ngày Virus nhân lên gây hủy hoại tế bào, hủy hoại phát kính hiển vi quang học thêm chất thị màu vào môi trường quan sát mắt thường Các tế bào không bị virus hủy hoại phát triển bình thường sinh nhiều acid môi trường (làm pH giảm xuống, làm đỏ phenol dung dịch chuyển sang màu vàng) Nếu môi trường không thay đổi chứng tỏ tế bào bị hủy hoại CPE (Cytopathic effect) Căn vào CPE quan sát kính hiển vi quang học, đánh giá kết nuôi cấy virus, CPE có bệnh tích đặc trưng sau: -Tế bào co tròn, nguyên sinh chất bị mất, nhân -Tạo nên dung bào, tế bào co tròn, nguyên sinh chất mất, nhân vỡ tan, -Tạo cầu nối tế bào tế bào lành tế bào bị nhiễm có nhiều cầu nối, tạo thành đám tế bào -Tạo nên hợp bào: tế bào hợp lại chung màng có nhiều nhân -Tạo nên tiểu thể bao hàm nằm nhân, nguyên sinh chất Để tạo nên tế bào nuôi, người ta thường dùng tế bào lấy từ mô người động vật cho vào môi trường dinh dưỡng để nhiệt độ thích hợp tế bào sống bắt đầu phân chia, sau thời gian lại rửa thêm dung dịch dinh dưỡng tế bào phân chia không ngừng, sử dụng tế bào để nuôi cấy virus 5.1.4 Nuôi cấy virus môi trường biệt lập Dùng mô, phôi, khí quản, gan, lách, da ruột, thận, thymus phôi bò 2-4 tháng tuổi, phôi lợn cừu 1,5 tháng tuổi Ưu điểm phương pháp virus tái sản điều kiện giống tự nhiên tái sản lứa cấy tế bào riêng biệt, chúng phát triển, trao đổi chất cấu trúc hoàn toàn khác mô phát triển thể 5.1.5 Nuôi cấy thực khuẩn thể Dùng tế bào vi khuẩn cảm thụ phage nghiên cứu Ví dụ cấy phage T dùng lứa cấy E coli Khi nhiễm vào môi trường nuôi cấy vi khuẩn, phage chui vào tế bào công tế bào Môi trường đục trở nên suốt Lại tiến hành cấy truyền cách lấy dịch có chứa phage để nhiễm vào lứa cấy vi khuẩn 94 5.2 Nuôi cấy virus nhiễm bệnh thực vật Dùng cảm thụ, trồng riêng nhà kính Thường nuôi năm, trồng theo nhiều đợt tiến hành cấy truyền từ sang khác non thời kỳ phát triển mạnh - Lấy dịch ép, lọc qua màng lọc tiêm vào - Lấy nhựa tiêm truyền thẳng - Đối với loại virus lan truyền thiên nhiên nhờ côn virus dùng côn virus làm trung gian VI SỰ TÁC ĐỘNG LẪN NHAU GIỮA VIRUS VÀ TẾ BÀO KÝ CHỦ Sự tác động virus tế bào ký chủ trình phức tạp liên quan đến chu kỳ tái tạo virus Hơn tác động virus với tế bào ký chủ tạo thành phức hợp, thời gian mã tác động nguyên nhân phát sinh bệnh lý tế bào Toàn hoạt động virus hướng tới khả gây nhiễm virus tế bào cảm thụ Hầu hết trường hợp nguyên nhân gây cảm nhiễm tế bào rõ bệnh tích hình thái tế bào, nhiên chép virus qua giai đoạn nguyên nhân gây biến đổi trình (tế bào tròn lên, tế bào bị tách ra, hình thành thể hợp bào, ) làm cho tế bào phân hủy (chết) +Tế bào chết Trong trình tái tạo virus làm cho tế bào chết nguyên nhân nhiều yếu tố khác Trong nhân tố quan trọng virus ngăn chặn tổng hợp chất tế bào, phân tử protein Trong trình nhân lên, virus bắt tế bào tổng hợp thành phần mà virus cần với lượng lớn Tế bào phải tổng hợp thành phần vỏ protein, nucleocapsid Những sản phẩm mà tế bào phải tổng hợp cho virus gây độc cho tế bào Sau giải phóng khỏi chu kỳ tái tạo, số virus phá vỡ tế bào chủ Trong số trường hợp khác, ức chế chất tổng hợp tế bào, nguyên nhân phá hủy lysosom enzyme thủy phân kết tế bào chết +Tác động lên tế bào Tác động lên tế bào Cytopathic effect (CPE) kết qủa thay đổi tế bào kể từ virus gây nhiễm Khi tế bào bị nhiễm virus có biến đổi màng tế bào, màng tế bào khả trao đổi chất khả liên kết với tế bào bên cạnh Kết tác động nhân tế bào bị tan Sự tổng hợp lõi vỏ tế bào chủ cấu thành phận loại virus Herpesviruses Paramyxoviruses Sự biến đổi màng tế bào làm thay đổi tính thấm cho phép ion, độc tố, kháng thể, kháng sinh, lọt vào tế bào Những tế bào nhân bị trương phồng đôi lúc gọi chúng tế bào nhân khổng lồ Biến đổi bề CPE như: phá vỡ khung tế bào, làm cho tế bào bị nhiễm virus, tròn lồi lên Những tế bào bị dung giải hình thái chúng bị thay đổi Những biến đổi bệnh tích tế bào chẩn đoán lâm sàng cho biết, tế bào bị nhiễm virus Bệnh tích tế bào (CPE) quan trọng chẩn đoán, xếp lớp virus Sự nhiễm virus vào tế bào số loại virus (Poxviruses, Rhabdoviridae làm biến đổi tế bào chất tế bào chất co tròn hình hạt xoan Biển đổi bệnh tích tế bào bề mặt tế bào chứa đựng nhiều protein virus mẫu virus Chúng thường có biến đổi vị trí đặc trưng xuất thời gian tế bào bị nhiễm, để chống lại virus + Biến đổi thành tế bào ác tính Trong trình biến đổi này, tế bào cảm thụ bị nhiễm virus có số đặc điểm như, hình thái tế bào bị biến đổi, tế bào chậm phát triển, thuộc tính đặc tính sinh học thay đổi Virus làm thay đổi tế bào thành tế bào ác tính, gây ung thư 95 Tế bào bị virus biến đổi thành tế bào độc có khối u chứa virus Virus từ nhiều họ khác xâm nhập biến đổi tế bào cảm thụ, khối u virus lành tính có đặc tính khác thường (kích thước, hình dạng, thành phần hóa học cấu tạo) so với phát triển u ác tính tế bào cảm thụ Sự biến đổi khối u ác tính thường mang đặc tính biến đổi hình thái học tế bào Chúng bị số đặc tính hình thái tế bào tròn dày lên, thay đổi mô tả (CPE) biến đổi bệnh tích tế bào Đây đặc điểm làm giảm bớt tập trung virus lên bề mặt Biến đổi trình phát triển, dấu hiệu để nhận biết khối u ác tính biến đổi virus bên tế bào cảm thụ, ức chế phát triển hay tác động làm giảm bớt nhu cầu dinh dưỡng trình phát triển, tác động kéo dài ảnh hưởng xấu tới chu kỳ tế bào, làm cho tế bào phát triển thành khối (immortality, không diệt được) Một số đặc điểm biến đổi tế bào ác tính thể chỗ, thay đổi trình tổng hợp ADN, thay đổi nhiễm sắc thể (chromosom), xuất số đặc điểm hay bắt đầu hình thành kháng nguyên bề mặt giảm liên kết Thông thường thay đổi đặc tính hóa sinh tế bào u ác tính cân chu trình AMP Chu trình AMP chu trình hóa học, trình khử cung cấp lượng giúp cho chu kỳ tế bào diễn liên tục Hơn trình phức tạp tăng thêm tạo thành khối bạch cầu, trình lên men hình thành acid lactic, làm thay đổi hàm lượng đường kết cấu protein lipid +Sự phát sinh ung thư Mặc dù nguyên nhân tác động để hình thành ung thư khó, số virus ADN ARN có kết hợp với chất đặc biệt trình biến đổi Sự phát sinh ung thư virus mang thông tin di truyền kết hợp với trình phát triển tế bào, kìm hãm hay biến đổi gen tế bào Sự kích thích gen virus ngăn chặn phát triển tế bào Gen virus làm biến đổi tính chất tế bào, biết gen đột biến gây bệnh ung thư (v-oncogens), làm cho tế bào tăng trưởng mức không kiềm chế Việc khám phá gen gây đột biến gây ung thư dẫn đến việc tìm thấy tế bào mang gen tương tự, gọi chúng (proto-đột biến ung thư) (c-oncogen), bình thường tồn yên lặng tế bào hoạt động nơi đặc biệt Gen gây đột biến-proto sinh từ tế bào gồm nhân tố ảnh hưởng đến tăng trưởng, nhân tố chép, phát triển quan nhận cảm Ở ADN virus tác nhân gây ung thư phải kể đến virus gây bệnh Marek's (Herpesviridae) virus gây khối u nhú bò, ngựa, chó (Papillomaviridae) Những virus có hệ gen điển hình (gen chúng độc lập với nhiễm sắc thể tế bào ký chủ) Gen gây ung thư (v-oncogen) mã hóa thành protein để kết hợp với virus ARN virus kết hợp với gen gây ung thư chúng thành viên nhóm Retroviridae (gây bệnh leukosis gia cầm mèo) Những virus này, gen chúng kết hợp vào gen nhiễm sắc thể tế bào cảm thụ ( provirus provirus ADN) Ở Retrovirus nguyên nhân gen đột biến gây bệnh ung thư gen đột biến tự chúng mã hóa thay đổi tế bào đột biến hay gen đột biến thông qua xâm nhập hệ gen chúng vào liên kết với gen nhiễm sắc thể tế bào cảm thụ +Trường hợp không thay đổi hình thái thay đổi vài chức tế bào Trong số trường hợp, virus gây nhiễm virus tế bào có bệnh tích tế bào cảm thụ Những trường hợp quy vào nhiễm virus nội tế bào Những trường hợp cần thiết phải có tái tạo lại virus Phương pháp thích hợp để virus hoạt động mà không gây biến đổi hình thái tế bào virus phải xâm 96 nhập nhân lên cách hợp lý vị trí thích hợp chúng không gây biến đổi tế bào Cảm nhiễm virus Cảm nhiễm virus định nghĩa trình mầm bệnh xâm nhập phát triển thể ký chủ, gây phát bệnh không phát bệnh phụ thuộc vào nhiều điều kiện virus, ký chủ, môi trường Bệnh virus gây nên mức độ khác nhau: cấp tính, mạn tính, ngấm ngầm hay dai dẳng Biểu bệnh triệu chứng mà ta thấy Lây nhiễm truyền bệnh Lây nhiễm nguyên nhân tiếp xúc trực tiếp với vật bị nhiễm virus, tiếp xúc gián tiếp với mầm bệnh vật mắc bệnh đào thải tự nhiên Nó bảo tồn mầm bệnh, thiết bị vận chuyển vật, qua sinh vật truyền bệnh Sự lan truyền mầm bệnh virus từ mẹ sang (qua thai, máu, qua sữa) gọi truyền theo chiều dọc Một truyền bệnh khác từ mẹ sang truyền ngang qua tiếp xúc Hoạt động ngấm ngầm âm ỉ, tìm thấy virus không tái tạo khoảng thời gian chúng xâm nhập nhân lên tái tạo virus virus không chiến thắng chống cự tế bào Các đường xâm virus vào thể Virus xâm nhập vào thể cảm thụ thông qua quan hô hấp (virus bám các hạt bụi, giọt nước nhỏ), thông qua quan sinh dục (từ sinh sản, thụ tinh), qua giải phẫu (các dụng cụ, giọt nước nhỏ), qua quan tiêu hóa (miệng, hậu môn không đảm bảo vệ sinh), qua tổn thương tổ chức da trầy xước, sứt, côn trùng cắn, ) tế bào có hệ thống phòng thủ để chống lại xâm nhập virus song dễ bị nhiễm virus Tính nhạy cảm tế bào làm cho virus hoạt động rộng, chúng thông qua quan nhận cảm bề mặt tế bào, cho phép xâm nhập virus VII Hiện tượng cản nhiễm interferon 7.1 Hiện tượng cản nhiễm (interference) Khái niệm: Từ lâu người ta nhận thấy virus nhiễm vào tế bào, làm cho tế bào nhiễm tế bào lân cận khả tiếp nhận lần nhiễm loại virus loại virus khác Năm 1937 Findlay gây nhiễm cho khỉ virus sốt thung lũng Ript sau gây nhiễm tiếp cho khỉ virus sốt vàng với liều gây chết, khỉ không chết: Nếu gây nhiễm cho khỉ virus sốt vàng khỉ chết Năm 1957, Isac Lindenmen gây nhiễm virus cúm bất hoạt vào phôi gà phát triển, sau lại gây nhiễm tiếp virus cúm cường độc thấy nhân lên virus phôi gà Như vậy, xâm nhiễm loại virus vào tế bào trước có ngăn cản nhân lên virus xâm nhiễm vào tế bào Hiện tượng gọi tượng cản nhiễm Để giải thích cho tương cản nhiễm người ta đưa hai chế sau: Virus thứ làm hỏng bề mặt tế bào chủ, làm hỏng đường chuyển hóa nó, làm cho không bị bội nhiễm virus khác Điều xẩy với virus mà chúng có có giống hay khác tính kháng nguyên Virus thứ kích thích việc sản xuất chất ức chế gọi cản nhiễm tố (interferon), chất ngăn cản việc chép virus thứ hai Có thể phân biệt tượng cản nhiễm khác nhau: 97 Nếu hai virus loại cản gọi tượng cản nhiễm đồng loại Nếu hai virus khác loại cản gọi tượng cản nhiễm dị loại Nếu virus trình nhân lên ngăn cản lại cháu xâm nhiễm vào tế bào khác gọi tượng tự cản nhiễm Cũng có trường hợp virus vào trước lại kích thích làm tăng gây nhiễm virus vào sau gọi tượng tăng nhiễm Ví du: môi trường tế bào tinh hoàn lợn lớp, virus Newcastle không gây hủy hoại tế bào, cấy virus dịch tả lợn vào môi trường trước ngày, tiếp sau cấy virus Newcastle, virus gây hủy hoại tế bào virus dịch tả lợn làm tăng gây nhiễm virus Newcastle 7.2 Interferon Định nghĩa Interferon loại chất tế bào sản sinh sau cảm ứng tác động khác nhau, chất có đặc tính ức chế nhân lên virus cách giải thoát khống chế việc tổng hợp protein kháng virus, protein có khả khống chế phiên dịch thông điệp virus ribosome 7.2.1 Sự hình thành interferon Tất tế bào động vật có khả sinh interferon Sự hình thành tác động nguồn thông tin ngoại lai mà mà virus, vi khuẩn độc tố vi khuẩn, nấm, Rickettsia, nguyên sinh động vật, Trong tế bào bình thường có tồn gen cấu trúc chịu trách nhiệm tổng hợp interferon trạng thái bị kìm hảm virus xâm nhập vào có kích thích yếu tố ngoại lai vào tế bào gen cấu trúc giải kìm hảm hoạt hóa, thực trình sinh tổng hợp interferon Interferon sau sinh phần lớn qua màng để vào tế bào kề bên 98 7.2.2 Tính chất interferon Interferon tách dạng tinh khiết Đó phân tử protein có phân tử lượng khác từ 8.000-13.000 tùy theo tế bào sinh chúng Khá bền vững với acid nhiệt độ bình thường Ở pH=2 nhiệt độ 0C hoạt tính giữ vững thời gian dài Hoạt tính interferon dễ bị biến đổi hẳn bị tác động enzyme (tripsin, pepsin) nhiệt độ cao (60-750C/1giờ, 1000C/5phút) Interferon có tác dụng kìm hảm nhân lên virus khác nhau, kháng thể đặc hiệu Interferon có tác dụng đặc hiệu với loại tế bào cần bảo vệ, có nghĩa bảo vệ tế bào loại với tế bào sinh ví dụ: interferon nhận từ tế bào chuột có tác dụng ngăn cản virus gây bệnh tế bào chuột mà không ngăn cản virus gây bệnh cho tế bào gà, lợn, 7.2.3 Cơ chế tác động interferon Sau nhiễm virus tế bào sinh interferon cảm ứng Một phần lớn xâm nhập vào tế bào bên cạnh có tác dụng bảo vệ tế bào khỏi bị tác động gây hại virus chúng Tác dụng interferon hoạt hóa gen tế bào gây nên tổng hợp protein kháng virus-AVP (anti viral protein) AVP có tác dụng kìm hảm tạo thành mARN virus trình chuyển hóa acid nucleic protein virus không thực được, nhân lên Có giả thuyết cho interferon phá hủy trình phosphoryl hóa làm giảm lượng ATP cần thiết để tổng hợp hạt virus tế bào Người ta chứng minh interferon có tác dụng trực tiếp ngăn cản trình tổng hợp thể virus, cách kìm hãm tổng hợp ARN virus, gián tiếp ngăn cản trình cách làm tổn thương chuyển hóa acid nucleic protein virus 7.2.4 Đặc điểm tác dụg interferon 99 -Không có tác dụng bảo vệ tế bào gốc-tế bào sinh interferon mà bảo vệ tế bào bên cạnh - Interferon tác dụng ngăn cản hấp thụ virus lên màng xâm nhập vào tế bào tác dụng phá hủy virus - Interferon tác dụng chống virus bên tế bào, mà có tác dụng vào tế bào gây tác động gián tiếp sinh AVP Bảng so sánh giống, khác interferon kháng thể miễn dịch So sánh Interferon Cơ chế hình thành Tế bào bị nhiễm virus Tế bào có thẩm quyền miễn dịch Cơ chế tác động Chống acid nucleic Chống vi khuẩn, virus , protein kháng nguyên Bản chất Protein Protein Vị trí tác dụng Bên tế bào Bên tế bào Tính chất tác động Trực tiếp lên virus Tính chất đặc hiệu loài Đặc mầm bệnh hiệu chống Thời gian xuất Thời gian có hiệu lực Loại hình miễn dịch Ứng dụng Kháng thể Trực tiếp lên virus, vi khuẩn Có Không Không Có Ngay sau vài Chậm sau vài ngày Ngắn, Qua trung gian tế bào Rất lâu, vài tháng, vài năm, đời Miễn dịch dịch thể Có tác dụng phòng Can thiệp vaccine trực bệnh vaccine kháng tiếp vào ổ dịch huyết -Câu hỏi ôn tập chương: Những đặc trưng virus Căn vào acid nucleic virus phân làm loại nào? Trình bày trình tái tạo virus ADN ? 4.Trình bày trình tái tạo virus ARN Virus xâm nhập vào tế bào gây nên dạng bệnh lý nào? -Tài liệu tham khảo Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (2000) Nhà xuất giáo dục Hà Nội Phạm Thành Hổ (2002) Sinh học đại cương Nhã xuất Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 100 Biền Văn Minh, Phạm Văn Ty, Kiều Hữu ảnh, Phạm Hồng Sơn, Phạm Ngọc Lan, Nguyễn Thị Thu Thủy (2006) Giáo trình vi sinh vật học Nhà xuất Đại học Huế Nguyễn Vĩnh Phước(1976) Vi sinh vật học Thú y tập III Nhã xuất đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội Phạm Hồng Sơn (2002) Giáo trình vi sinh vật thú y Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội Phạm Hồng Sơn(2006), Giáo trình bệnh truyền nhiễm thú y Nhã xuất nông nghiệp Hà Nội Nguyễn Khắc Tuấn(1999) Vi sinh vật học, nhà xuất nông nghiệp Hà Nội Phạm Văn Ty (2005) Virut học Nhà xuất giáo dục -Giải thích thuật ngữ: -Vero: tế bào thận khỉ nuôi cấy mô dùng để phân lập virus -Virion: acid nucleic bao bọc vỏ bọc protein -Virulence: mức độ phát sinh bệnh nguyên virus -Receptor (thụ thể): điểm tiếp nhận bề mặt tế bào, nơi virus bám vào -Restrovirus: virus chứa genom ARN sợi đơn, dương Trong trình nhân lên có giai đoạn trung gian tạo ADN nhờ enzyme phiên mã ngược -Reverse transcription: trình chép thông tin từ ARN sang ADN Provirus: genom virus cài xen vào nhiễm sắc thể tế bào 101 [...]... học đại cương Nhã xuất bản Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 100 3 Biền Văn Minh, Phạm Văn Ty, Kiều Hữu ảnh, Phạm Hồng Sơn, Phạm Ngọc Lan, Nguyễn Thị Thu Thủy (2006) Giáo trình vi sinh vật học Nhà xuất bản Đại học Huế 4 Nguyễn Vĩnh Phước(1976) Vi sinh vật học Thú y tập III Nhã xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp Hà Nội 5 Phạm Hồng Sơn (2002) Giáo trình vi sinh vật thú y Nhà xuất bản Nông... Khắc Tuấn(1999) Vi sinh vật học, nhà xuất bản nông nghiệp Hà Nội 8 Phạm Văn Ty (2005) Virut học Nhà xuất bản giáo dục -Giải thích thuật ngữ: -Vero: tế bào thận khỉ nuôi cấy mô dùng để phân lập virus -Virion: acid nucleic được bao bọc bởi vỏ bọc protein -Virulence: mức độ phát sinh bệnh nguyên virus -Receptor (thụ thể): điểm tiếp nhận trên bề mặt tế bào, nơi virus bám vào -Restrovirus: virus chứa genom... của virus, và tùy theo mục đích công vi c nghiên cứu mà lựa chọn đường tiêm thích hợp nhất Ví dụ: virus đường hô hấp (cúm), thì giỏ vào mũi hoặc tiêm vào khí quản; virus hướng thần kinh thì tiêm vào não (dại, vi m não); virus hướng thượng bì (virus đậu) thì xát lên da hoặc các lỗ chân lông, virus hướng phủ tạng thì tiêm vào xoang bụng, dưới da hoặc bắp thịt Phương pháp tiêm truyền virus qua động vật. .. tập chương: 1 Những đặc trưng cơ bản nhất của virus 2 Căn cứ vào acid nucleic virus phân làm những loại nào? 3 Trình bày quá trình tái tạo của virus ADN ? 4. Trình bày quá trình tái tạo của virus ARN 5 Virus xâm nhập vào tế bào gây nên những dạng bệnh lý nào? -Tài liệu tham khảo 1 Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Quyến, Phạm Văn Ty (2000) Nhà xuất bản giáo dục Hà Nội 2 Phạm Thành Hổ (2002) Sinh học đại cương. .. Khi đó 144 capsom của đuôi sẽ phát sinh những phản ứng tương đối phức tạp, làm cho chiều dài đuôi co lại còn 50%, rất giống với sự co của các protein sợi cơ IV SỰ PHÁT TRIỂN CỦA VIRUS [5] Chúng ta lấy thể thực khuẩn T của vi khuẩn E coli để làm đối tượng nghiên cứu chính khi xem xét các phương thức sinh sản của virus 85 Sự sinh sản của thể thực khuẩn không phải là sự sinh sôi nẩy nở như ở vi khuẩn... dịch để tiêm cho động vật mới ''tiêm truyền mù'' Bằng cách này sau 2-3 lần tiêm có thể gây được bệnh cảnh lâm sàng hoặc ít ra cũng gây được những biến đổi trong phủ tạng của con vật mà qua đó phán đoán sự tồn tại của virus Tùy từng loại virus mà có thể lựa chọn động vật cảm thụ Ví dụ: virus Neucastle chọn gà giò, virus gây vi m não dùng chuột trắng, virus dịch tả lợn dùng lợn choai, virus cúm dùng sóc... nhân lên của virus bằng cách giải thoát sự khống chế vi c tổng hợp một protein kháng virus, protein này có khả năng khống chế sự phiên dịch các thông điệp của virus ở ribosome 7.2.1 Sự hình thành interferon Tất cả các tế bào động vật đều có khả năng sinh ra interferon Sự hình thành do tác động của bất cứ nguồn thông tin ngoại lai nào mà mà không phải chỉ là virus, như vi khuẩn độc tố vi khuẩn, nấm,... bào Ở một số virus động vật, không có vỏ (Adenovirus) virus trực tiếp phóng thích qua màng tế bào chất mà không làm tổn hại đến tế bào chủ Tuy nhiên, nhiều virus động vật và virus thực vật sẽ làm giết chết tế bào vật chủ và thoát ra ngoài sau khi tế bào chủ đã bị tự phân Trong phần lớn trường hợp thể thực khuẩn được giải phóng thông qua vi c làm phân giải vi khuẩn Có trường hợp một gen của thể thực khuẩn... - Đối với loại virus chỉ lan truyền trong thiên nhiên nhờ côn virus thì dùng côn virus làm trung gian VI SỰ TÁC ĐỘNG LẪN NHAU GIỮA VIRUS VÀ TẾ BÀO KÝ CHỦ Sự tác động giữa virus và tế bào ký chủ là một quá trình phức tạp liên quan đến chu kỳ tái tạo của virus Hơn nữa sự tác động của virus với tế bào ký chủ tạo thành phức hợp, trong thời gian sao mã sự tác động này là nguyên nhân phát sinh bệnh lý tế... gây ung thư phải kể đến như virus gây bệnh Marek's (Herpesviridae) và virus gây các khối u nhú ở bò, ngựa, chó (Papillomaviridae) Những virus này có hệ gen rất điển hình (gen của chúng độc lập với nhiễm sắc thể tế bào ký chủ) Gen gây ung thư (v-oncogen) mã hóa thành protein để kết hợp với bản sao virus ARN virus kết hợp với gen gây ung thư chúng là thành vi n của nhóm Retroviridae (gây bệnh leukosis ... Nucleopolyhedrovirus, Baculovirus Chưa rõ 50-70 x 240 420 HepaADNviri dae HepaADNvirus: +OrthohepaADNvirus, +AvihepaADNvirus Cầu 40 -42 Retrovirus +Oncovirus, +Retrovirus +Retrovirus +Sspumavirus, +Lentivirus,... Aviadenovirus Papillomavirus, Polyomavirus Khối, 20 mặt tam 45 -55 giác Poxviridae Orthopoxvirus, Parapoxvirus,Avipoxvirus, Capipoxvirus, Suispoxvirus, Leporipoxvirus, Moluscipoxvirus, Yatapoxvirus;... Rhabdovirus thực vật Filoviridae Marburgvirus, Restonvirus BoARNviridae chung với Filoviridae Paramyxoviridae Coronavirida e Ebolavirus, Coronavirus, Torovirus Cầu Que 80-120 90-110 vô 110130 45 -43 0 Sợi,