5
BÀI 2. VIRUT HỌC
Virut là phần tử rất nhỏ, có đặc trưng của sự sống, đại diện cho vật chất sống
thấp nhất trong thế giới vi sinh vật.
Đặc điểm chung của Virut:
- Có kích thước vô cùng nhỏ bé, từ hàng chục đến hàng trăm nm.
- Không có cấu tạo tế bào, chỉ là vật chất sống đơn giản chứa 1 loại axit
nucleic (ADN/ARN), được bao bọc bằng một lớp protein.
- Sống ký sinh nội bào một cách tuyệt đối, tách khỏi tế bào chủ virut không
tồn tại được (do virut không có trao đổi chất, không có enzim hô hấp và en zim
chuyển hoá).
- Không sinh sản trong môi trường dinh dưỡng bình thường.
- Có khả năng tạo thành tinh thể.
Virut là tên chung chỉ loài vi sinh vật gây bệnh. Tuỳ từng lúc, tuỳ từng giai
đoạn, chức năng của chúng mà virut có thể chia ra:
Vrion (hạt virus).
Vegitative virus (virus dinh dưỡng) .
Viroit (sợi virus.)
Virut thiếu hụt (defective virus).
Giả Virut (Pseudovirion).
I. Hình thái, kích thước của virut:
Virut chưa có cấu tạo tế bào, mỗi virut không thể gọi là một tế bào mà được
gọi là hạt virut hay virion. Đây là một virut có cấu trúc hoàn chỉnh.
Virut có các hình thái sau:
- Hình cầu: phần lớn các virut gây bệnh cho người và động vật có dạng này.
Ví dụ: virut cúm, quai bị, ung thư ở người và động vật. Dạng này có kích thước 100
– 150 nm.
- Hình que: gồm hầu hết các virut gây bệnh cho thực vật như virut đốm thuốc
lá, virut đốm khoai tây... Dạng này có kích thước 15 x 250 nm.
- Hình khối: gồm các virut có nhiều góc cạnh, có cấu tạo phức tạp như: virut
- Giữ cho hình thái và kích thước của virut luôn ổn định.
- Tham gia vào sự hấp phụ của virut vào vị trí đặc hiệu của tế bào chủ.
- Mang tính kháng nguyên đặc hiệu của virut.
- Chịu trách nhiệm về đối xứng của các hạt virut.
2. Lõi axit nucleic:
Mỗi loại virut chứa một trong hai loại hoặc ADN hoặc ARN.
- ADN của virut có 1 trong 2 dạng hoặc chuỗi đơn hoặc chuỗi kép và có thể
có dạng sợi hay dạng vòng.
- ARN của virut cũng có 1 trong 2 dạng hoặc chuỗi đơn hoặc chuỗi kép,
trong đó chuỗi đơn chỉ có dạng sợi còn chuỗi kép chỉ có dạng vòng.
Hầu hết virut thực vật chứa ARN sợi đơn là chính, thực khuẩn thể chứa ADN
sợi kép là chính còn virut người và động vật thì mang ADN kép dạng sợi hoặc ARN
đơn dạng sợi là chính.
Ở các virut hình que thì axit nucleic sắp xếp như 1 mạch xoắn vòng giống
như hình lò xo xoắn ốc. Đối với các virut hình khối, hình cầu hay phần đầu của thực
khuẩn thể thì axit nằm cuộn tròn ở chính giữa như cuộn len rối.
Mặc dù chỉ chiếm chiếm 1 – 2% khối lượng của hạt virut nhưng axit nucleic
có chức năng đặc biệt quan trọng:
+ Mang mật mã di truyền đặc trưng cho từng virut.
+ Quyết định khả năng gây nhiễm của virut trong tế bào cảm thụ.
+ Quyết định chu kỳ nhân lên của virut trong tế bào cảm thụ.
+ Mang tính bán kháng nguyên đặc hiệu của virut.
3. Cấu trúc riêng:
a. Cấu trúc bọc ngoài hay vỏ bọc ngoài (Envelop):
7
Một số virut bên ngoài vỏ capxit còn có 1 màng bao, cấu tạo bởi lipit và
lipoprotein, trên màng bao còn có thể có thêm gai nhú (spike) bám xung quanh.
Màng này thực chất là màng nguyên sinh chất của tế bào chủ đã bị virut cải tạo
thành và mang tính kháng nguyên đặc trưng cho virut. Cấu trúc này thường gặp ở
virut đậu mùa, virut HIV.
vào bên trong tế bào theo kiểu amip bắt mồi, người ta gọi hiện tượng này là ẩm bào
hoặc nhờ vỏ capxit co bóp, bơm axit nucleic qua màng tế bào, xâm nhập vào tế bào
cảm thụ. Sau khi virut vào tế bào, nhờ tế bào tiết ra enzim decapsidaza để cởi vỏ
capxit, từ đó axit nucleic được giải phóng.
+ Đối với thực khuẩn thể: sau khi đuôi của thực khuẩn thể hấp phụ lên bề
mặt tế bào, chúng tiết ra chất lyzozim làm tan màng tế bào vi khuẩn, sau đó dưới tác
dụng của enzim Adenozin triphotphataza đuôi của thực khuẩn thể co lại và trụ đuôi
8
chọc thủng màng nguyên sinh chất của tế bào, axit nucleic được bơm vào trong tế
bào theo ống trụ, còn phần vỏ protein thì nằm bên ngoài màng tế bào.
-Giai đoạn tổng hợp các thành phần của virut: Ngay sau khi virut xâm nhập
vào tế bào chủ, toàn bộ quá trình sinh tổng hợp của tế bào chủ bị đình chỉ và thay
vào đó là quá trình sinh tổng hợp các thành phần của virut dưới sự chỉ huy của mật
mã thông tin di truyền của virut.
+ Đối với virut có axit nucleic là ADN hai sợi thì từ khuôn ADN của virut sẽ
tổng hợp mARN, phục vụ cho việc tổng hợp ADN polymeraza và ADN mới. Từ
ADN mới được tổng hợp, mARN được tổng hợp để tạo thành protein capxit và các
thành phần cấu trúc khác của virut.
+ Đối với virut có axit nucleic là ARN một sợi dương thì ARN của virut
đồng thời là mARN để tổng hợp nên ARN polymeraza và ARN mới của virut,
mARN này cũng dùng để tổng hợp nên capxit của virut.
+ Đối với virut có axit nucleic là ARN nhưng có enzim sao chép ngược:
enzim sao chép ngược là ADN polymeraza phụ thuộc vào ARN hay còn gọi là
Reverse transcriptaza (RT). Từ ARN của virut tổng hợp nên ADN trung gian, ADN
này tích hợp vào nhiễm sắc thể của tế bào chủ. ADN trung gian là khuôn mẫu để
tổng hợp nên ARN của virut và đây cũng là mARN để tổng hợp nên các thành phần
cấu trúc khác của virut.
- Giai đoạn lắp ráp các thành phần của virut: Giai đoạn này thường xảy ra ở
gần màng tế bào, axit nucleic và protein được tổng hợp ở các nơi khác nhau trong tế
bào sẽ chuyển dịch lại gần để kết hợp với nhau thành virut hoàn chỉnh.
động và biến thành độc.
V. Hiện tượng cản nhiễm và Interferon:
1. Hiện tượng cản nhiễm (Interference):
Hiện tượng cản nhiễm là hiện tượng xuất hiện nhanh khi 2 virut cùng xâm
nhiễm vào tế bào theo một thứ tự nhất định, virut thứ nhất sẽ ngăn cản trong một
thời gian dài sự nhân lên của virut thứ hai.
Thí nghiệm về hiện tượng cản nhiễm:
- Năm 1937 Findlay và Maccallum nhiễm virut sốt thung lũng Rit vào
khỉ đã cứu khỉ thoát chết khi nhiễm tiếp liều gây chết bởi virut sốt Vàng.
- 1957 Isac và Lindenman đã gây nhiễm virut cúm bất hoạt vào phôi
thai gà đang phát triển, sau đó nhiễm virut cúm cường độc vào thì virut này không
nhân lên được trong phôi thai gà.
Qua nhiều nghiên cứu người ta đã đi đến kết luận: khi nhiễm virut thứ nhất
vào tế bào nó đã kích thích tế bào sản sinh ra một chất ức chế là Interferon, chất này
có tác dụng ngăn ngừa sự sao chép của virut thứ hai.
2. Interferon:
Interferon có bản chất là protein. Đây là yếu tố miễn dịch không đặc hiệu của
tế bào, do tế bào sản sinh ra nhằm chống lại bất kỳ tác động của các thông tin ngoại
lai khác.
Interferon chỉ có tác dụng chống virut ở bên trong tế bào, không có tác dụng
chóng virut bên ngoài tế bào. Interferon không có tác dụng bảo vệ tế bào mẹ mà chỉ
bảo vệ các tế bào bên cạnh. Ở các tế bào này virut vẫn hấp phụ lên tế bào và xâm
nhập vào trong tế bào nhưng đến giai đoạn sao chép thông tin của virut thì
interferon có tác dụng ức chế, kìm hãm sự tổng hợp ARN thông tin, do đó không
tổng hợp được protein và axit nucleic của virut.
V. Phân loại virut:
Việc phân loại virut thường được thực hiện ngay sau khi phát hiện ra căn
bệnh chủ yếu của các bệnh virut thực vật và virut động vật có xương sống. Tuỳ