Thayhienedu.com chia sẽ đến các em Lý Thuyết Sinh Học 10 thống nhất 1 bộ sách trên cả nước là Kết nối tri thức với cuộc sống.
LÝ THUYẾT MÔN SINH HỌC LỚP 10
BÀI 24: KHÁI QUÁT VỀ VIRUS
I. VIRUS VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VIRUS
- Khái niệm và đặc điểm chung:
+ Kích thước siêu nhỏ: Dao động từ 20 nm đến 300 nm (chỉ
quan sát được dưới kính hiển vi điện tử).
+ Chưa có cấu tạo tế bào: Chỉ là một thực thể sinh học đơn giản,
không có màng sinh chất, tế bào chất hay các bào quan.
+ Ký sinh nội bào bắt buộc: Không có khả năng sinh sản tự do
hay thực hiện các hoạt động chuyển hóa vật chất ngoài tế bào. Chúng hoàn toàn
phụ thuộc vào bộ máy tổng hợp của tế bào chủ để nhân lên. Do đó, virus không được
xem là một vật sống hoàn chỉnh mà chỉ là vật ký sinh bắt buộc.
+ Ví dụ thực tế: Virus SARS-CoV-2 gây bệnh COVID-19
không thể tồn tại và tự nhân lên mãi mãi trên bề mặt bàn, ghế hay tay nắm cửa.
Chúng cần phải xâm nhập vào đường hô hấp của con người, bám vào các tế bào phổi
thì mới có thể "mượn" bộ máy tế bào để nhân lên hàng loạt và gây bệnh.
- Cấu trúc của virus:
+ Lõi nucleic acid: Là vật chất di truyền, có thể là DNA
hoặc RNA (mạch kép hoặc mạch đơn, dạng thẳng hoặc dạng vòng). Hệ gene của
virus rất nhỏ, chỉ chứa từ 3 gene đến khoảng 2 000 gene.
+ Vỏ protein (capsid): Được cấu tạo từ các đơn vị protein
gọi là capsomer, có chức năng bảo vệ lõi nucleic acid.
+ Vỏ ngoài (chỉ có ở một số loại
virus): Là lớp màng
kép phospholipid cấu tạo từ màng sinh chất của tế bào chủ, trên bề mặt chứa các
gai glycoprotein đóng vai trò là thụ thể giúp virus tiếp cận và bám dính
vào tế bào chủ. Virus có vỏ ngoài gọi là virus có vỏ ngoài, virus không có vỏ
ngoài gọi là virus trần.
+ Hạt virus hoàn chỉnh (virion): Là trạng thái tồn tại của virus khi
ở ngoài tế bào chủ, có khả năng lây nhiễm.
- Hình dạng của virus:
+ Cấu trúc xoắn: Capsomer sắp xếp theo chiều xoắn của
acid nucleic (ví dụ: virus khảm thuốc lá, virus dại).
+ Cấu trúc đa diện: Capsomer sắp xếp thành các hình đa
diện đều (ví dụ: Adenovirus).
+ Cấu trúc hình cầu: Vỏ capsid được bao bọc bởi lớp vỏ
ngoài hình cầu (ví dụ: virus cúm, HIV).
+ Cấu trúc hỗn hợp (phức tạp): Đầu có cấu trúc đa diện chứa acid
nucleic, đuôi có cấu trúc xoắn (ví dụ: thể thực khuẩn - phage).
- Phân loại virus:
+ Dựa vào vật chất di truyền: Chia thành virus DNA
và virus RNA.
+ Các virus RNA ngoài hệ gene RNA thường mang theo một số
enzyme đặc biệt mà tế bào chủ không có sẵn, ví dụ như enzyme sao chép ngược
(tổng hợp DNA từ khuôn RNA), enzyme tích hợp (gắn gene virus vào hệ gene
tế bào chủ), hay enzyme giúp lắp ráp và giải phóng virus.
+ Ví dụ thực tế: Virus HIV là một loại virus RNA đặc
trưng. Khi vào tế bào bạch cầu của người, nó sử dụng enzyme sao chép ngược để
biến đổi hệ gene RNA của mình thành DNA, sau đó tích hợp vĩnh viễn vào DNA của
người bệnh. Đây là lý do vì sao việc điều trị dứt điểm HIV vô cùng khó khăn.
- Ổ chứa virus:
+ Là nơi virus tồn tại tự nhiên (động vật, thực vật, con
người, đất, nước). Các sinh vật trong ổ chứa có thể không biểu hiện triệu chứng
bệnh nhưng lại là nguồn phát tán và truyền bệnh cho các sinh vật khác.
+ Ví dụ thực tế: Loài dơi là "ổ chứa tự
nhiên" của rất nhiều loại virus nguy hiểm như virus Ebola, virus Corona.
Dơi mang virus nhưng không bị bệnh, tuy nhiên khi chúng tiếp xúc hoặc truyền
virus sang động vật trung gian (như cầy hương, tê tê) và tiếp xúc với con người
sẽ làm bùng phát dịch bệnh lớn.
II. QUÁ TRÌNH NHÂN LÊN CỦA VIRUS
Sự gia tăng số lượng virus trong tế
bào chủ được gọi là quá trình nhân lên. Quá trình này về cơ bản gồm 5 giai đoạn
chung:
1. Giai đoạn hấp phụ
- Virus bám một cách đặc hiệu lên bề mặt tế bào chủ nhờ
sự liên kết giữa các gai glycoprotein (ở virus có vỏ) hoặc protein bề mặt (ở
virus trần, thể thực khuẩn) với các thụ thể tương ứng trên màng tế bào chủ.
- Cơ chế này hoạt động theo nguyên lý "chìa khóa
và ổ khóa" (chỉ tế bào nào có thụ thể tương thích thì virus mới bám
vào được).
2. Giai đoạn xâm nhập
- Vật chất di truyền của virus được truyền vào bên trong
tế bào chủ.
+ Đối với thể thực khuẩn (phage): Đầu bám vào màng, đuôi co thắt và
tiêm DNA vào trong tế bào, vỏ protein capsid bỏ lại bên ngoài.
+ Đối với virus động vật: Virus đưa cả vỏ capsid chứa vật chất
di truyền vào trong tế bào bằng cơ chế ẩm bào hoặc dung hợp màng, sau đó enzyme
của tế bào chủ sẽ phân hủy vỏ protein để giải phóng nucleic acid (gọi là quá
trình "cởi vỏ").
3. Giai đoạn tổng hợp
- Hệ gene của virus điều khiển và sử dụng toàn bộ nguyên
liệu, năng lượng (ATP) cũng như bộ máy dịch mã của tế bào chủ để tổng hợp các bộ
phận của mình bao gồm: nhân đôi acid nucleic và dịch mã tạo protein vỏ capsid,
glycoprotein.
4. Giai đoạn lắp ráp
- Lõi nucleic acid mới được bao bọc bởi vỏ protein
capsid để tạo thành các hạt virus (virion) hoàn chỉnh.
5. Giai đoạn giải phóng
- Virus thoát ra ngoài tế bào chủ để tiếp tục xâm nhiễm
các tế bào khác. Tùy thuộc vào loại virus, chúng sẽ giải phóng theo hai chu kì
khác nhau: chu kì sinh tan (phá vỡ tế bào chủ ngay lập tức) hoặc chu
kì tiềm tan (hệ gene tích hợp vào DNA tế bào chủ, nhân đôi cùng tế bào chủ
và chỉ hoạt động phá hủy tế bào khi gặp điều kiện thuận lợi/stress).
So sánh Chu kì sinh tan và Chu kì tiềm tan của
thể thực khuẩn:
|
Tiêu
chí |
Chu
kì sinh tan (Lytic) |
Chu kì tiềm tan (Lysogenic) |
|
Sự tích hợp hệ gene |
Hệ gene virus tồn tại độc lập với hệ gene tế bào chủ. |
Hệ gene virus tích hợp trực tiếp vào hệ gene tế bào chủ
(gọi là prophage). |
|
Số lượng virus tạo ra |
Rất nhiều virus mới được tổng hợp và lắp ráp liên tục. |
Hệ gene virus nhân đôi cùng tế bào chủ qua các thế hệ
phân bào, không tạo hạt virus mới ngay lập tức. |
|
Số phận tế bào chủ |
Tế bào chủ bị phá hủy (tan rã) để giải phóng hàng loạt
virus mới. |
Tế bào chủ vẫn sống sót, sinh trưởng và phân đôi bình
thường. |
|
Mối
liên hệ |
Xảy
ra tức thời khi virus xâm nhập. |
Có
thể chuyển đổi thành chu kì sinh tan khi tế bào chủ bị stress hoặc gặp tác
nhân kích thích (tia cực tím, hóa chất). |