BÀI 29 - VIRUS

MỞ ĐẦU

Câu 1: Vào cuối năm 1800, Martinus Beijerinck (Hà Lan) đã tiến hành thí nghiệm tìm hiểu nguyên nhân gây bệnh khảm ở cây thuốc lá (Hình 29.1).

Qua thí nghiệm trên, em hãy cho biết:

• Trong dịch lọc số (2) có chứa vi khuẩn không?
• Hãy dự đoán tác nhân gây bệnh khảm thuốc lá.

Giải nhanh:

• Trong dịch lọc thứ (2) không có vi khuẩn vì dịch lọc này đã được lọc qua màng lọc vi khuẩn.
• Tác nhân gây bệnh khảm thuốc lá không phải là vi khuẩn mà là một phân tử nhỏ hơn kích thước của vi khuẩn (có thể đi qua màng lọc vi khuẩn), đó chính là virus.

I. KHÁI NIỆM VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA VIRUS

Câu 1: Hãy nêu khái niệm và các đặc điểm của virus.

Giải nhanh:

Virus là thực thể không có cấu tạo tế bào.

Đặc điểm:

- Cấu tạo đơn giản chỉ gồm phần lõi DNA hoặc RNA và lớp vỏ protein.

- Kích thước siêu nhỏ.

- Sống kí sinh bắt buộc trong nội bào vật chủ và chỉ nhân lên trong nội bào vật chủ.

Luyện tập: Vi khuẩn khác virus ở những điểm nào? 

Giải nhanh:

 Câu 2: Dựa vào Hình 29.2 và 29.3, hãy: Nêu cấu tạo của virus.

Giải nhanh:

* Lõi nucleic acid: DNA hoặc RNA (có thể là chuỗi đơn hoặc chuỗi kép).

* Lớp vỏ:

  - Virus trần có vỏ capsid được cấu tạo từ các đơn vị protein gọi là capsomer.

  - Virus có vỏ ngoài có lớp kép phospholipid và protein, trên đó có các gai glycoprotein.

Câu 3: Dựa vào Hình 29.2 và 29.3, hãy: Trình bày các tiêu chí phân loại virus.

Giải nhanh: 

- Dựa vào lớp vỏ ngoài: chia thành 2 loại virus trần và virus có vỏ ngoài.

- Dựa vào sự sắp xếp của capsomer: chia thành 4 loại virus: virus có cấu trúc xoắn, virus có cấu trúc khối, virus hình cầu, virus có cấu trúc vừa khối vừa xoắn.

- Dựa vào vật chất di truyền: chia thành 2 loại virus DNA và virus RNA.

- Dựa vào đối tượng vật chủ: chia thành 4 loại virus kí sinh ở vi khuẩn, virus kí sinh ở nấm, virus kí sinh ở thực vật, virus kí sinh ở động vật và người.

Luyện tập: Hãy tìm một số ví dụ về virus kí sinh ở vi khuẩn, thực vật, động vật và con người.

Giải nhanh:

- Vi rút kí sinh ở vi sinh vật: Vi rút kí sinh ở nấm (Mycovirus) có vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp vi sinh vật như sản xuất thuốc kháng sinh, mì chính, thuốc trừ sâu sinh học...

- Vi rút kí sinh ở thực vật:

  + Virus khảm thuốc lá

  + Gây biến đổi hình thái cây: lá bị đốm vàng, đốm nâu, sọc hay vằn; lá bị xoăn, héo, vàng rồi rụng; thân bị lùn, còi cọc.

- Vi rút kí sinh ở động vật và con người:

  + Virus SARS-CoV-2

  + Virus HIV

  + Virus đậu mùa

  + Virus cúm

II. QUÁ TRÌNH NHÂN LÊN CỦA VIRUS TRONG TẾ BÀO CHỦ

Câu 4: Đọc thông tin ở mục I.2 SGK và kết hợp quan sát Hình 29.4, hãy trình bày các giai đoạn nhân lên của virus trong tế bào vật chủ. 

Giải nhanh:

1. Hấp phụ: Phân tử bề mặt của virus gắn đặc hiệu vào thụ thể bề mặt của tế bào vật chủ theo nguyên tắc "Chìa và khóa"
2. Xâm nhập: Virus đưa chất di truyền và trong tế bào vật chủ
3. Tổng hợp: Tổng hợp gene và tổng hợp protein
4. Lắp ráp: tạo thành vỏ capsid rỗng và gắn hệ gene vào 1 cách ngẫu nhiên
5. Phóng thích: virus con thoát ra ngoài tiếp tục lây nhiễm cho tế bào khác.

Câu 5: Quan sát hình 29.5, hãy mô tả quá trình nhân lên của HIV trong tế bào vật chủ.

Giải nhanh:

Quá trình nhân lên của HIV trong tế bào vật chủ:

(1) Hấp thụ: Gai glycoprotein của virus tiếp xúc với tế bào lympho T ở thụ thể CD4.

(2) Xâm nhập: Virus HIV vào xâm nhập vào bên trong nhờ cơ chế dung hợp màng.

(3) Tổng hợp: Nhờ enzyme phân giải lớp vỏ, chúng giải phóng hệ gene vào tế bào chất, tại đây chúng tiến hành phiên mã ngược để tạo ra đoạn DNA từ mạch RNA ban đầu. Đoạn DNA xâm nhập vào nhân tế bào, cài xen vào bộ gene của tế bào lympho T, nhờ đó chúng nhân lên cùng với phân tử DNA của tế bào và phiên mã để tạo ra RNA của virus. RNA đi ra ngoài tế bào chất, tiến hành tổng hợp thành vật chất di truyền của HIV và lớp vỏ của chúng. Ở giai đoạn gắn vào DNA của vật chủ, chúng có thể tạo thành tiền virus và theo chu trình tiềm tan.

(4) Lắp ráp: RNA cùng với protein tạo thành nucleocapsid. Đồng thời, các protein của lớp vỏ ngoài được gắn lên màng tế bào.

(5) Phóng thích: Nucleocapsid đi ra ngoài theo cơ chế xuất bào, màng tế bào bao lấy nucleocapsid và tạo thành lớp vỏ ngoài.

Luyện tập: Hãy phân biệt quá trình hấp phụ, xâm nhập vào tế bào vật chủ của phage, virus trần, virus có vỏ ngoài.

Giải nhanh:

* Quá trình hấp phụ:

1. Phage: Đầu mút của các sợi lông đuôi.

2. Virus có vỏ ngoài: Gai glycoprotein nhô ra.

3. Virus trần: Phân tử protein nhô ra ở đỉnh khối đa diện.

* Quá trình xâm nhập:

1. Phage: Sợi lông đuôi tiết ra enzyme lysozyme làm tan thành tế bào vật chủ. Bao đuôi co lại đẩy DNA vào tế bào và để lại vỏ capsid rỗng ở ngoài.

2. Virus có vỏ ngoài: Xâm nhập nhờ vào sự dung hợp màng sinh chất với vỏ ngoài.

3. Virus trần: Xâm nhập nhờ cơ chế thực bào. Sau đó, enzyme lysozyme của tế bào vật chủ phân hủy lớp vỏ capsid và giải phóng hệ gene tế bào chủ.

Luyện tập: Giải thích vì sao virus chỉ xâm nhập vào tế bào của vật chủ nhất định.

Giải nhanh:

Bởi vì gai glycoprotein hoặc protein bề mặt virus phải đặc hiệu với thụ thể của tế bào chủ thì virus mới có thể bám vào được. Vậy nên mỗi loại virus chỉ có thể xâm nhập vào 1 số loại tế bào nhất định.

Câu hỏi: Hãy trình bày chu trình tan và tiềm tan ở phage.

Giải nhanh:

• Chu trình sinh tan: 

1. Chu trình tan bắt đầu khi sợi đuôi của phage gắn vào các điểm nhận trên bề mặt tế bào vi khuẩn. Ống đuôi co lại tạo lỗ thủng xuyên vách tế bào và bơm DNA vào trong tế bào.
2. Sau khi bị nhiễm tế bào vi khuẩn nhanh chóng bắt đầu phiên mã các gen của virus. DNA của tế bào bị phân hủy bộ gen của phage kiểm soát toàn bộ hoạt động của tế bào để tạo ra các cấu phần của nó.
3. Các nucleotic được dùng để sao chép DNA của phage sao ra hàng trăm bản. các protein của capsid được tổng hợp thành 3 phần riêng: đầu đa diện, ống đuôi và các sợi đuôi. Sau đó chúng tự lắp ráp lại với nhau tạo thành các virion của phage hoàn tất chu trình và chúng tiết ra lysozyme  để phá hủy thành tế bào.
4. Tế bào vi khuẩn bị phá vỡ và virus được thoát ra.

• Chu trình tiềm tan:

1. Virus tiêm bộ gen (genome) vào tế bào vật chủ.
2. Bộ gen của virus gắn xen/chèn vào nhiễm sắc thể của vật chủ.
3. Khi bộ gen tế bào vật chủ nhân đôi trong nguyên phân thì sẽ đồng thời nhân cả bộ gen của virus và truyền virus qua các thế hệ tế bào tiếp theo.
4. Khi được "kích hoạt", bộ gen của virus sẽ tách ra khỏi DNA vật chủ và chuyển sang pha tan. Nghĩa là bộ gen của virus sẽ được khuếch đại và phiên mã tạo ra hạt virus. Virus sẽ thực hiện động tác đóng gói và phá vỡ màng tế bào vật chủ để tự giải phóng.

Luyện tập: Quan sát Hình 29.6, hãy trình bày mối liên hệ giữa chu trình tan và tiềm tan ở phage λ

Giải nhanh:

Trong phage λ, khi virus xâm nhập vào tế bào vật chủ, có thể theo hai chu trình:

1. Chu trình lytic: Lõi DNA phage nhân lên và giải phóng virus.

2. Chu trình lysogenic: Hệ gene phage được cài vào hệ gene tế bào chủ và nhân lên mà không làm tổn thương tế bào ngay lập tức.

Vận dụng: Hãy giải thích cơ chế gây bệnh của virus cho vật chủ mà nó xâm nhập.

Giải nhanh:

Cơ chế gây bệnh của virus cho vật chủ mà nó xâm nhập:

• Virus xâm nhập vào tế bào vật chủ và nhân lên rất nhanh tạo nhiều virus mới.
• Virus mới phá vỡ tế bào để chui ra ngoài và tiếp tục xâm nhập vào nhiều tế bào khác xung quanh. Điều đó làm tổn thương mô và cơ quan, làm cho cơ thể bị bệnh ở cơ quan có virus xâm nhập hoặc làm nặng hơn các bệnh nền (bệnh đã có sẵn trước khi virus xâm nhập) vốn có của vật chủ.