Tác giả: Phạm Văn Ty – Nguyễn Lân Dũng
1. Vài nét lịch sử nghiên cứu của virus học
Ngay từ năm 1883 nhà khoa học người Đức Adolf Mayer 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.
Năm 1884 Charles Chamberland đã sáng chế ra màng lọc bằng sứ để tách các vi khuẩn nhỏ nhất và vào năm 1892 nhà thực vật học người Nga Dimitri Ivanovski đã dùng màng lọc này để nghiên cứu bệnh khảm thuốc lá. Ông nhận thấy dịch ép lá cây bị bệnh đã cho qua màng lọc vẫn có khả năng nhiễm bệnh cho cây lành và cho rằng tác nhân gây bệnh có lẽ là vi khuẩn có kích thước nhỏ bé đến mức có thể đi qua màng lọc, hoặc có thể là độc tố do vi khuẩn tiết ra. Giả thuyết về độc tố qua màng lọc đã bị bác bỏ vào năm 1898 khi nhà khoa học người Hà Lan Martinus Beijerinck chứng minh được rằng tác nhân lây nhiễm là chất độc sống (Contagium vivum fluidum) và có thể nhân lên được. Ông tiến hành phun dịch ép lá cây bệnh cho qua lọc rồi phun lên cây và khi cây bị bệnh lại lấy dịch ép cho qua lọc để phun vào các cây khác. Qua nhiều lần phun đều gây được bệnh cho cây. Điều đó chứng tỏ tác nhân gây bệnh phải nhân lên được vì nếu là độc tố thì năng lực gây bệnh sẽ phải dần mất đi.
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.
 |  |  |
Dimitri Ivanovski | Martinus Beijerinck | Walter Reed |
 |  |  |
Felix d’Hérelle | Frederick Twort | Wendell Stanley |
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.
Như vậy nhờ có kỹ thuật màng lọc đã đem lại khái niệm ban đầu về virus và sau đó nhờ có kính hiển vi điện tử đã có thể quan sát được hình dạng của virus, tìm hiểu được bản chất và chức năng của chúng.
Ngày nay virus được coi là thực thể chưa có cấu tạo tế bào, có kích thước siêu nhỏ và có cấu tạo rất đơn giản, chỉ gồm một loại acid nucleic, được bao bởi vỏ protein. Muốn nhân lên virus phải nhờ bộ máy tổng hợp của tế bào, vì thế chúng là ký sinh nội bào bắt buộc.
Virus có khả năng gây bệnh ở mọi cơ thể sống từ vi khuẩn đến con người, là thủ phạm gây thiệt hại nặng nề cho ngành chăn nuôi, gây thất bát mùa màng và cản trở đối với ngành công nghiệp vi sinh vật.
Từ những thập kỷ cuối của thế kỷ XX trở lại đây ngày càng xuất hiện các dạng virus mới lạ ở người, động vật mà trước đó y học chưa hề biết tới, đe doạ mạng sống của con người. Sau HIV, SARS, Ebola, cúm A H5N1 sẽ còn bao nhiêu loại nữa sẽ xuất hiện để gây tai hoạ cho con người.
Mặt khác, do có cấu tạo đơn giản và có genom nhiều kiểu với cơ chế sao chép khác hẳn ở các cơ thể khác nên virus được chọn là mô hình lý tưởng để nghiên cứu nhiều cơ chế sinh học ở mức phân tử dẫn đến cuộc cách mạng sinh học cận đại: Sinh học phân tử, di truyền học phân tử. Vì những lý do trên việc nghiên cứu virus đã được đẩy mạnh và trở thành một ngành khoa học độc lập rất phát triển.
2. Hình thái và cấu trúc của virus
2.1. Cấu tạo cơ bản:
Tất cả các virus đều có cấu tạo gồm hai thành phần cơ bản: lõi là acid nucleic (tức genom) và vỏ là protein gọi là capsid, bao bọc bên ngoài để bảo vệ acid nucleic. Phức hợp bao gồm acid nucleic và vỏ capsid gọi là nucleocapsid hay xét về thành phần hoá học thì gọi là nucleoprotein. Đối với virus ARN thì còn gọi là ribonucleoprotein
Genom của virus có thể là ADN hoặc ARN, chuỗi đơn hoặc chuỗi kép, trong khi genom của tế bào luôn là ADN chuỗi kép, và trong tế bào luôn chứa hai loại acid nucleic, ADN và ARN.
2.2. Vỏ capsid:
Capsid là vỏ protein được cấu tạo bởi các đơn vị hình thái gọi là capsome. Capsome lại được cấu tạo từ 5 hoặc 6 đơn vị cấu trúc gọi là protome. Protome có thể là monome (chỉ có một phân tử protein) hoặc polyme (có nhiều phân tử protein)
- Pentame (penton) có 5 protome nằm trên các đỉnh của khối đa diện, còn hexame (hexon) tạo thành các cạnh và bề mặt hình tam giác.
- Capsid có khả năng chịu nhiệt, pH và các yếu tố ngoại cảnh nên có chức năng bảo vệ lõi acid nucleic
- Trên mặt capsid chứa các thụ thể đặc hiệu, hay là các gai glicoprotein, giúp cho virus bám vào các thụ thể trên bề mặt tế bào. Đây cũng chính là các kháng nguyên (KN) kích thích cơ thể tạo đáp ứng miễn dịch (ĐƯMD).
- Vỏ capsid có kích thước và cách sắp xếp khác nhau khiến cho virus có hình dạng khác nhau. Có thể chia ra ba loại cấu trúc: đối xứng xoắn, đối xứng hình khối và cấu trúc phức tạp (Hình 1).
- Capsid có khả năng chịu nhiệt, pH và các yếu tố ngoại cảnh nên có chức năng bảo vệ lõi acid nucleic
- Trên mặt capsid chứa các thụ thể đặc hiệu, hay là các gai glicoprotein, giúp cho virus bám vào các thụ thể trên bề mặt tế bào. Đây cũng chính là các kháng nguyên (KN) kích thích cơ thể tạo đáp ứng miễn dịch (ĐƯMD).
- Vỏ capsid có kích thước và cách sắp xếp khác nhau khiến cho virus có hình dạng khác nhau. Có thể chia ra ba loại cấu trúc: đối xứng xoắn, đối xứng hình khối và cấu trúc phức tạp (Hình 1).
Hình 1. Kích thước và hình thái của một số virus điển hình .Theo Presscott L. M. et al. , Microbiology. 6th ed. Intern. Ed. 2005.
2.2.1 Cấu trúc đối xứng xoắn:
Sở dĩ các virus có cấu trúc này là do capsome sắp xếp theo chiều xoắn của acid nucleic. Tuỳ loại mà có chiều dài, đường kính và chu kỳ lặp lại của các nucleocapsid khác nhau. Cấu trúc xoắn thường làm cho virus có dạng hình que hay hình sợi ví dụ virus đốm thuốc lá (MTV), dại (rhabdo), quai bị, sởi (paramyxo), cúm (orthomyxo). ở virus cúm các nucleocapsid được bao bởi vỏ ngoài nên khi quan sát dưới kính hiển virus điện tử thấy chúng có dạng cầu.
2.2.2 Cấu trúc đối xứng dạng khối đa diện 20 mặt
Hình của phòng thí nghiệm Robert M Bock Đại học University of Wisconsin-Madison.
Ở các virus loại này, capsome sắp xếp tạo vỏ capsid hình khối đa diện với 20 mặt tam giác đều, có 30 cạnh và 12 đỉnh. Đỉnh là nơi gặp nhau của 5 cạnh thuộc loại này gồm các virus adeno, reo, herpes và picorna. Gọi là đối xứng vì khi so sánh sự sắp xếp của capsome theo trục. Ví dụ đối xứng bậc 2, bậc 3, bậc 5, vì khi ta xoay với 1 góc 1800 (bậc 2), 1200 (bậc 3) và 720 (bậc 5) thì thấy vẫn như cũ.
Các virus khác nhau có số lượng capsome khác nhau. Virus càng lớn, số lượng capsome càng nhiều. Dựa vào số lượng capsome trên mỗi cạnh có thể tính được tổng số capsome của vỏ capsid theo công thức sau:
N= 10(n-1)2+2
Trong đó N- tổng số capsome của vỏ capsid, n-số capsome trên mỗi cạnh.
Hình 2.
A Sơ đồ virus hình que với cấu trúc đối xứng xoắn (virus khảm thuốc lá). Capsome sắp xếp theo chiều xoắn của acid nucleic.
B- Sơ đồ virus đa diện đơn giản nhất. Mỗi mặt là một tam giác đều. Đỉnh do 5 cạnh hợp lại. Mỗi cạnh chứa 3 capsome.
C- Sự đối xứng của hình đa diện thể hiện khi quay theo trục bậc 2 (1800), bậc 3 (1200) và bậc 5 (720). Theo J. Nicklin et al., Instant Notes in Microbiology, Bios Scientific Publisher, 1999.
B- Sơ đồ virus đa diện đơn giản nhất. Mỗi mặt là một tam giác đều. Đỉnh do 5 cạnh hợp lại. Mỗi cạnh chứa 3 capsome.
C- Sự đối xứng của hình đa diện thể hiện khi quay theo trục bậc 2 (1800), bậc 3 (1200) và bậc 5 (720). Theo J. Nicklin et al., Instant Notes in Microbiology, Bios Scientific Publisher, 1999.
2.2.3 Virus có cấu tạo phức tạp
Một số virus có cấu tạo phức tạp, điển hình là phage và virus đậu mùa. Phage có cấu tạo gồm đầu hình khối đa diện, gắn với đuôi có cấu tạo đối xứng xoắn. Phage T chẵn (T2, T4, T6) có đuôi dài trông giống như tinh trùng, còn phage T lẻ (T3,T7) có đuôi ngắn, thậm chí có loại không có đuôi (?6, ?X174).
Virus đậu mùa có kích thước rất lớn, hình viên gạch. ở giữa là lõi lõm hai phía trông như quả tạ. Đối diện với hai mặt lõm là hai cấu trúc dạng thấu kính gọi là thể bên. Bao bọc lõi và hai thể bên là vỏ ngoài.
2.3 Vỏ ngoài:
Một số virus có vỏ ngoài (envelope) bao bọc vỏ capsid. Vỏ ngoài có nguồn gốc từ màng sinh chất của tế bào được virus cuốn theo khi nảy chồi. Vỏ ngoài có cấu tạo gồm 2 lớp lipid và protein.
Lipid gồm phospholipid và glycolipid, hầu hết bắt nguồn từ màng sinh chất (trừ virus pox từ màng Golgi) với chức năng chính là ổn định cấu trúc của virus.
Protein vỏ ngoài thường là glycoprotein cũng có nguồn gốc từ màng sinh chất, tuy nhiên trên mặt vỏ ngoài cũng có các glycoprotein do virus mã hóa được gắn trước vào các vị trí chuyên biệt trên màng sinh chất của tế bào, rồi về sau trở thành cấu trúc bề mặt của virus. Ví dụ các gai gp 120 của HIV hay hemaglutinin của virus cúm, chúng tương tác với receptor của tế bào để mở đầu sự xâm nhập của virus vào tế bào.
Vỏ ngoài cũng có nguồn gốc từ màng nhân do virus lắp ráp và nẩy chồi qua màng nhân (virus herpes)
Dưới tác động của một số yếu tố như dung môi hoà tan lipid, enzym, vỏ ngoài có thể bị biến tính và khi đó virus không còn khả năng gây nhiễm nữa.
2.4 Protein của virus :
2.4.1 Các phương pháp nghiên cứu protein virus
Trước hết cần phải tách chúng khỏi tế bào. Điều này có thể thực hiện được nhờ hàng loạt các bước ly tâm tách, tiếp đó là ly tâm theo gradient nồng độ saccaroza.
Ly tâm gradient nồng độ saccaroza thường cho kết quả thể hiện ở các băng (band) rất rõ nét tại các vị trí đặc thù trên gradient. Các băng này được dùng cho các nghiên cứu tiếp theo. Thông thường để nghiên cứu các virion đánh dấu đồng vị phóng xạ, người ta dùng hàng loạt kỹ thuật như điện di trên gel polyacrylamit, western Blotting (phản ứng với kháng thể).
Vị trí protein của virus trong tế bào có thể xác định được nhờ kỹ thuật nhuộm phân biệt và miễn dịch huỳnh quang, cho kháng thể đơn dòng tương tác với epitop đặc hiệu của protein sau dịch mã thì dùng các chất ức chế proteaza và ức chế quá trình glycosyl hoá.
Việc xác định trình tự gen và việc dự đoán acid amin sẽ giúp hiểu được cấu trúc và chức năng của chúng.
2.4.2 Các loại protein virus
Protein virus được tổng hợp nhờ mARN của virus trên riboxom của tế bào. Tuỳ theo thời điểm tổng hợp mà được chia thành protein sớm và protein muộn. Protein sớm do gen sớm mã hoá, thường là enzym (protein không cấu trúc) còn protein muộn do gen muộn mã hoá, thường là protein cấu trúc tạo, nên vỏ capsid và vỏ ngoài.
Protein không cấu trúc
Protein không cấu trúc có thể được gói vào trong virion, nhưng không phải là thành phần cấu tạo virion. Đây là các enzym tham gia vào quá trình nhân lên của virus, ví dụ enzym phiên mã ngược, proteaza và integraza của virus retro, timidinkinaza và ADN polymeraza của HSV.
Protein không cấu trúc khác chỉ có mặt trong tế bào nhiễm mà không được đưa vào virion, bao gồm các protein tham gia vào quá trình điều hoà sao chép, phiên mã, dịch mã (ví dụ Tat của HIV, Protein màng trong của HSV, helicaza, protein gắn ADN…); protein ức chế quá trình tổng hợp acid nucleic và protein của tế bào chủ. Ngoài ra thuộc loại này còn có các protein gây ung thư do các oncogen mã hóa; các protein gây chuyển dạng tế bào, như kháng nguyên T lớn của SV-40 hoặc protein EBNA của virus Epstein.Barr. ở một số virus có protein không cấu trúc liên quan đến hoạt tính anti-apoptosis và anti-cytokin…
Protein cấu trúc
 |  |
| Capsid của rhinovirus 14 có dạng hình cầu đường kính 4 angstrom gồm 4 protein là VP1, VP2, VP3 và VP4(VP4 không thấy trên hình). VP1 có hình ngũ giác , đối xứng bậc 5 | Trong hình này, khi gỡ 2 VP1 hình ngũ giác, sẽ thấy được bên trong VP4 màu vàng |
Hình của phòng thí nghiệm Robert M Bock Đại học University of Wisconsin-Madison.
Protein cấu trúc tham gia vào cấu tạo hạt virus, làm cho chúng có hình dạng, kích thước nhất định và bảo vệ genom của virus khỏi các điều kiện bất lợi. Protein cấu trúc bao gồm protein của nucleocapsid, protein nền (matrix), protein vỏ ngoài (Hình 3). Protein nucleocapsid có thể tự lắp ráp (ví dụ ở TMV, polio) hay lắp ráp với sự trợ giúp của một khung protein tạm thời, làm nhiệm vụ dàn giáo để tạo đầu phage hoặc cấu trúc khối đa diện, protein này chỉ tồn tại khi lắp ráp nucleocapsid và sẽ bị mất đi ở virus trưởng thành. Ví dụ capsid của virus polio có cấu tạo tương đối đơn giản, gồm 4 protein là VP1,VP2, VP3 và VP4. Các protein này tham gia lắp ráp tạo capsid thông qua một cấu trúc tiền chất (procapsid), bao gồm VPO (một protein tiền chất) và VP1, VP3. Protein VPO lại được cắt thành VP2 và VP4 khi vỏ capsid tiến hành lắp ráp với acid nucleic của nó. Capsid của virus reo phức tạp hơn nhiều. Đây là capsid trần có hai lớp vỏ. Protein capsid ngoài chức năng bảo vệ acid nucleic genom và lắp ráp để hình thành virion còn phải tương tác với acid nucleic genom trong suốt quá trình lắp ráp. Sự bao gói phân tử acid nucleic vào trong vùng xác định, cần phải có sự sắp xếp và nén genom lại và báo hiệu sự kết hợp với protein capsid đã lựa chọn, thông qua liên kết hóa học. Ví dụ protein N của virus rhabdo và protein NP của virus cúm là các protein có acid amin mang điện tích dương sẽ tương tác với acid nucleic mang điện tích âm, nên chúng sẽ hút nhau, tạo thuận lợi cho việc lắp ráp. Việc bọc gói sẽ trở nên phức tạp hơn khi virus có genom nhiều đoạn, ví dụ ở virus cúm có 8 đoạn ARN cần phải bọc gói trong cùng một vỏ capsid.
Vỏ ngoài bao quanh nucleocapsid được hình thành từ màng nhân, màng sinh chất hoặc màng lưới nội chất khi virus nảy chồi. Phía trong của vỏ ngoài là protein glycolipid.
Protein nền là protein nằm phía trong, giữa vỏ capsid và vỏ ngoài, giữ mối liên kết giữa hai vỏ này. Chúng thường không được glycosyl hóa và có thể chứa các protein xuyên màng để làm neo, hoặc có thể liên kết với màng nhờ các vùng kỵ nước nằm trên bề mặt hoặc nhờ mối tương tác giữa protein của chúng với glycoprotein vỏ ngoài. ở HSV, khoảng không giữa vỏ ngoài và capsid là lớp vô định hình được xem như một lớp màng (tegument).
Glycoprotein ngoài của virus được neo vào vỏ nhờ các protein xuyên màng. Phần lớn chúng nằm nhô ra phía ngoài vỏ với một cái đuôi ngắn ở phía trong. Nhiều glycoprotein là monome, chúng ghép lại với nhau tạo thành những chiếc gai có thể quan sát được dưới kính hiển vi điện tử. ở các virus có vỏ ngoài, các gai này có chức năng kháng nguyên, ví dụ gai G ở virus dại, gai gp 120 ở HIV và gai HA ở virus cúm.
Ở cả virus trần (ví dụ polio) và virus có vỏ ngoài các protien cấu trúc này sẽ tương tác với receptor trên bề mặt tế bào chủ để mở đầu cho quá trình gây nhiễm. Cơ thể chống trả lại thông qua đáp ứng miễn dịch. Dựa vào mối tương tác này để thiết kế vacxin chống virus.
1 : Nucleocapsid
2: Protein nền
3: Vỏ ngoài
4: Cầu disulfur
5: Đuôi trong gắn protein nền
6: Kênh vận chuyển
7: Glycoprotein (gai phụ)
8: Protein vận chuyển màng
9: Glycoprotein vỏ ngoài
Hình 3. Một số lớp protein liên kết với vỏ ngoài virus. Các protein nền nối vỏ ngoài với nucleocapsid. Glycoprotein do virus mã hóa được gắn sẵn vào vỏ ngoài để đảm nhiệm nhiều chức năng. Các gai glycoprotein chịu trách nhiệm nhận biết thụ thể bề mặt của tế bào và gắn vào đó trong khi các protein xuyên màng hoạt động như là những kênh vận chuyển qua vỏ ngoài. Các protein bắt nguồn từ tế bào chủ đôi khi cũng liên kết với vỏ ngoài nhưng với lượng nhỏ. (Cann.A, Principle of Molecular Virology,1993, Academic press).
Tất cả các protein của virus đều được dịch mã từ mARN của virus. Các mARN này có thể
a)- được phiên mã từ genom ADN của virus (ví dụ HSV), hoặc
b)- từ mạch bổ sung với genom ARN âm (ví dụ virus cúm) hoặc
c)-chính là genom của virus ARN dương (ví dụ virus bại liệt) Protein của virus có thể được xử lý sau dịch mã. Lúc đầu tổng hợp một protein lớn (polyprotein) sau đó nhờ proteaza phân cắt để tạo các phân tử nhỏ (ví dụ polyprotein của virus polio, phức hợp gag-polymeraza của virus HIV). Chúng có thể được phosphoryl hóa. Mức độ phosphoryl hóa thường xác định mức độ chức năng của protein (ví dụ protein N và NS của virus rhabdo). Sự gắn gốc đường vào protien (glycosyl hoá) là gắn cả với N và O. Đối với nhiều protein virus (thường là glycoprotein vỏ ngoài) gốc đường có thể chiếm 70% trọng lượng protein. Các biến đổi sau dịch mã khác như myristyl hóa, acyl hoá và palmitoyl hóa cùng được tiến hành.
Hình 4. Sơ đồ các họ và chi của phage. Theo Prescott L. M. et al., Microbiology 6th ed. Intern. Ed., 2005
Hình 5. Sơ đồ mô tả các họ và chi của virus thực vật. Theo Prescott L. M. et al. , Microbiology 6th ed. Intern ed. , 2005
Hình 6. Sơ đồ miêu tả các họ và chi của virus ký sinh ở động vật không xương sống (RT chỉ virus chứa enzym phiên mã ngược). Theo Prescott L. M. et al., Microbiology 6th ed. Intern ed., 2005
2.5 Acid nucleic của virus
2.5.1 Các loại genom của virus
Như trên đã nói, genom của virus rất đa dạng về cấu trúc, kích thước và thành phần nucleotid. Chúng có thể là ADN hoặc ARN, chuỗi đơn hoặc kép, thẳng hoặc khép vòng. Kích thước genom có thể từ 3500 nucleotid (ở phage nhỏ) đến 560.000 nucleotid (ở virus herpes). Các trình tự genom virus phải được đọc mã bởi tế bào chủ, cho nên các tín hiệu điều khiển phải được các yếu tố của tế bào chủ nhận biết. Các yếu tố này thường liên kết với protein virus. Do có kích thước nhỏ nên genom virus đã tiến hoá để sử dụng tối đa tiềm năng mã hóa của mình. Vì thế hiện tượng gen chồng lớp và hiện tượng cắt nối (splicing) mARN ở virus là rất phổ biến.
Hình 7. Sơ đồ genom của virus ARN cho thấy sự phân bố của các gen mã hoá cho protein cấu trúc, protein không cấu trúc, cũng như các vùng không dịch mã UTR (unstranslated region). Theo J. Nicklin et al., Instant Notes in Microbiology, Bios Scientific Publisher, 1999.
Genom của virus được xác định dựa theo các thông số sau:
* Thành phần acid nucleic (ADN hay ARN).
* Kích thước genom, chuỗi đơn hay kép.
* Cấu trúc đầu chuỗi
* Trình tự nucleotid
* Khả năng mã hoá
* Các yếu tố điều hoà, promoter, enhancer và terminater
Một số đặc điểm của genom virus cần lưu ý:
* Genom ADN kép (ví dụ ở virus pox, herpes và adeno) thường có kích thước lớn nhất.
* Genom ADN kép khép vòng (siêu xoắn hoặc không siêu xoắn) thường thấy ở phage
* Genom ADN kép ở virus vaccinia có hai đầu khép kín
ADN đơn dạng thẳng (ví dụ virus parvo) có kích thước rất nhỏ.
Các ADN dạng thẳng thường có trình tự lặp lại ở đầu.
* Tất cả genom ARN kép đều phân đoạn (chứa một số đoạn không giống nhau, mang thông tin di truyền tách biệt).
* Genom ARN đơn được phân thành ARN dương (genom +) và ARN âm (genom -) dựa vào trình tự nucleotid của mARN.
Phần lớn genom ARN đơn đều không phân đoạn trừ virus orthomyxo (virus cúm).
* Virus retro có genom là hai phân tử ARN đơn giống nhau, nối với nhau ở đầu 5 nhờ cầu nối hydro.
* Virus đốm câyAlfalfa (AMV) có genom gồm 4 đoạn ARN đơn, dương, dạng thẳng, được gói vào 4 vỏ capsid khác nhau nên còn gọi là virus dị capsid (hetero-capsidic) để phân biệt với virus mà tất cả các đoạn đều được gói trong một hạt-virus đồng capsid (isocapsidic).
2.5.2 Phương pháp nghiên cứu
Những tiến bộ về sinh học phân tử trong vài thập niên gần đây đã giúp cho việc nghiên cứu acid nucleic trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn. Hệ gen của các đại diện của hầu hết các họ virus đều được giải trình tự, các khung đọc mở của chúng đã được biết rõ, các sản phẩm của hệ gen đã được xác định tính chất. Điều đó cho phép có thể so sánh các trình tự đã biết trong ngân hàng gen với các trình tự đang nghiên cứu và so sánh với các trình tự của các sinh vật khác, nhân sơ và nhân thật, qua đó có thể thấy sự tương đồng cũng như sự tiến hoá trong sinh giới.
Gen virus cũng có thể được tách dòng vào các vectơ khác nhau và được phân tích nhờ kỹ thuật phát sinh đột biến điểm định hướng (site-directed mutagenesis) và kỹ thuật phát sinh đột biến điểm đặc hiệu (site-specific mutagenesis) để nghiên cứu vai trò của các acid amin riêng biệt trong việc xác định cấu trúc và chức năng của protein.
Virus ADN thường được biểu hiện trên sơ đồ là một phân tử dạng thẳng với các vị trí enzym giới hạn nằm rải rác khắp genom. Có hàng chục enzym giới hạn đã được dùng để phân cắt ADN thành các đoạn nhỏ với trình tự nucleotid đặc thù. Mỗi genom ADN có một bản đồ enzym cắt giới hạn đặc trưng cho chúng. Điều này không thể có với genom ARN, trừ phi nhờ enzym phiên mã ngược tiến hành tổng hợp cADN từ ARN khuôn. Lúc đó cADN sẽ bị enzym giới hạn cắt.
Acid nucleic của virus có thể được đặc trưng bởi nhiệt độ nóng chảy (Tm), mật độ nổi trong gradient nồng độ xesi clorua (CsCl), giá trị S trong gradient nồng độ saccaroza, có hoặc không có khả năng gây nhiễm, sự mẫn cảm với nucleaza và sự xuất hiện dưới kính hiển vi điện tử
| Loại acid nucleic | Cấu trúc | Ví dụ |
| ADN đơn | Chuỗi đơn, dạng thẳng Chuỗi đơn, khép vòng | Virus parvo Phage jX174, M13, fd Herpes, adeno, coliphage T, phage l. |
| ADN kép | Chuỗi kép, dạng thẳng Chuỗi kép, dạng thẳng, trên một mạch có những chỗ đứt ở cầu nối phosphodieste. Chuỗi kép với hai đầu khép kín Chuỗi kép khép vòng kín | Coliphage T5 Vaccinia, Smallpox Polioma (SV40), papiloma, phage PM2, virus đốm hoa lơ |
| ARN đơn | Chuỗi đơn, dương dạng thẳng Chuỗi đơn, âm, dạng thẳng Chuỗi đơn, dương, dạng thẳng, nhiều đoạn. Chuỗi đơn, dương dạng thẳng gồm hai đoạn gắn với nhau. Chuỗi đơn, âm dạng thẳng, phân đoạn | Picorna (polio, rhino), toga, phage ARN, MTV và hầu hết virus thực vật. Rhabdo, paramyxo, (sởi, quai bị) Virus đốm cây tước mạch (Bromus) (các đoạn được bao gói trong các virion tách biệt). Retro (HIV, Sarcoma Rous) |
| ARN kép | Chuỗi kép, dạng thẳng, phân đoạn | Orthomyxo (cúm) Reo (rota), một số virus gây u ở thực vật, NPV ở côn trùng, phage j6 và nhiều virus ở nấm (mycovirus). |
Bảng các loại acid nucleic của virus
Kích thước genom thay đổi rất nhiều ở các virus khác nhau. Các genom nhỏ nhất (ví dụ Bactariophage MS2, Qb) có kích thước 1×106 Da đủ để mã hóa cho 3-4 protein. Một số virus khác tận dụng tối đa không gian của genom bằng cách sử dụng các gen chồng lớp, tức là các gen gối lên nhau trên cùng khung đọc, chỉ khác nhau ở diểm khởi đầu hoặc kết thúc.
Các genom của coliphage T chẵn, herpes, vaccinia có kích thước 1,6×108 Dacó thể mã hóa cho 100 protein.
Genom ADN
* Các virus ADN có kích thước rất nhỏ (như jx 174, M13 hay parvo) thường có genom là ADN chuỗi đơn. Một số là ADN đơn, dạng thẳng, song một số khác lại khép vòng.
* Hầu hết virus ADN sử dụng ADN kép làm vật liệu di truyền. Một số chứa genom ADN kép dạng thẳng nhưng số khác lại chứa ADN kép dạng vòng. Phage lamda chứa ADN kép dạng thẳng nhưng có hai đầu dính là đoạn đơn bổ sung dài 12 nucleotid nên có thể bắt cặp để khép vòng.
* Ngoài các nucleotid thông thường, ở nhiều virus còn có các base đặc biệt, ví dụ phage T chẵn ký sinh ở E.coli mang 5 hydroxymetyl cytosin thay vì cytosin. Glucoza thường gắn vào nhóm hydroxymetyl.
* Ở virus ADN kép có kích thước lớn (ví dụ virus họ herpes) genom có cấu tạo khá phức tạp. Kích thước genom thay đổi, từ virus herpes simplex và varicella zoster (120 180kbp) đến virus cytomegalo và HHV-6 (180 230 kbp). ADN mã cho hơn 40 protein cấu trúc và hơn 40 protein không cấu trúc. Cấu trúc genom ít thay đổi giữa các thành viên trong họ nhưng chúng là nhóm duy nhất chứa các đồng phân (isomer) của cùng một phân tử ADN. Mỗi hạt chứa một đồng phân gồm hai đoạn nối với nhau bằng liên kết cộng hóa trị, đoạn dài duy nhất (UL) và đoạn ngắn duy nhất (US). Ở hai đầu mỗi đoạn lại có các đoạn ngắn lạp lại trái chiều. Các đoạn này khác nhau ở các hạt virus khác nhau, do đó làm cho genom thay đổi ít nhiều (lớn hoặc nhỏ hơn kích thước trung bình).
* Genom của virus adeno là dạng thẳng có kích thước 30 – 38 kbp nhỏ hơn genom của virus herpes. Mỗi virus chứa 30 40 gen. Genom có hai đầu lập lại trái chiều dài 100-180 kbp. Đoạn 50 base đầu tiên khá giống nhau ở các virus khác nhau và thường chứa nhiều cặp A-T. Điểm nổi bật của đoạn đầu phân tử ADN ở virus adeno là khi genom tách khỏi virion một mạch sẽ tạo vòng “panhandle” và oligome. Điều này liên tưởng đến phage l, nhưng khác ở chỗ ADN của adeno không có đầu đơn. Ở mỗi đầu 5 của genom có gắn một protein 55 kDa. Protein này đóng vai trò quan trọng trong sao chép.
Genom ARN
Virus ARN thường có genom nhỏ hơn genom của virus ADN
* Các phân tử ARN được chia làm hai loại: ARN (+) và ARN (-)
ARN (+) có trình tự nucleotid trùng với trình tự nucleotid của mARN, nên có thể dùng thay cho mARN trong quá trình dịch mã.
ARN (-) có trình tự bổ sung với mARN
* Cơ chế tổng hợp mARN là đặc điểm quan trọng để phân biệt các virus ARN
* Hầu hết các phân tử mARN ở eukaryota là đơn gen (monocistronic), chỉ mã hóa cho một protein, trong khi tất cả các virus ARN đã biết đều là đa gen (Polycistronic), mã hóa cho nhiều protein
* Genom ARN không dùng làm khuôn để trực tiếp tổng hợp ARN của virion mà phải qua mạch trung gian
* Đa số ARN (+) đều có mũ ở đầu 5 để bảo vệ khỏi tác động của phosphataza và nucleaza. ở virus picorna mũ được thay thế bởi protein VPg (protein gắn với genom).
* Đầu 3 của đa số genom ARN (+) được gắn đuôi poly (A) giống như mARN của eukaryota
* Virus ARN (-) thường có genom lớn hơn virus ARN (+)
Một số virus ARN có genom phân đoạn. Ví dụ virus cúm có 8 đoạn ARN (-), virus reo có 10 12 đoạn ARN kép. Các đoạn này không giống nhau và mã hóa cho các protein khác nhau, trong khi 2 phân tử ARN (+) ở virus retro thì giống hệt nhau.
3. Phân loại virus:
Virus học đã có lịch sử trên 100 năm, tuy nhiên các nguyên tắc phân loại virus thì vẫn còn rất mới mẻ. Vào những năm đầu của thế kỷ trước các virus đầu tiên được phân loại chỉ bằng một cách đơn giản là cho chúng đi qua màng lọc vi khuẩn. Nhưng khi số lượng virus tăng lên thì lúc đó phải phân biệt chúng dựa vào kích thước, vào vật chủ và vào các triệu trứng bệnh do chúng gây ra. Ví dụ tất cả các virus động vật có khả năng gây viêm gan đều xếp thành một nhóm gọi là virus viêm gan hay tất cả các virus thực vật có khả năng gây đốm trên lá cây đều xếp vào một nhóm gọi là virus đốm. Về sau, vào những năm 30, nhờ sự bùng nổ về kỹ thuật, đã giúp người ta mô tả được các đặc điểm vật lý của nhiều loại virus, cung cấp nhiều đặc điểm mới để có thể phân biệt được các virus khác nhau. Các kỹ thuật này bao gồm phương pháp phân lập, tinh sạch virus, xác định đặc điểm hoá sinh của các virion, các phương pháp huyết thanh học và đặc biệt là sự ra đời của kính hiển vi điện tử đã giúp mô tả được hình thái của nhiều loại virus khác nhau. Đến những năm 50 dựa trên các đặc điểm này người ta đã phân biệt được ba nhóm virus quan trọng ở động vật là Myxovirus, Herpesvirus và Poxvirus.
Vào những năm 60, các kiến thức và dữ liệu về virus đã rất phong phú, đòi hỏi phải cho ra đời một tổ chức của các nhà virus học để thống nhất về hệ thống phân loại với các qui tắc chặt chẽ và cách đặt tên… Đó là Uỷ ban quốc tế về phân loại virus, gọi tắt là ICTV (International Committee on Nomenclature of Viruses), được thành lập năm 1966. Chức năng của ICTV là thảo luận để đi đến thống nhất về các qui tắc phân loại, cách đặt tên, xây dựng thư mục và cung cấp thông tin cho các nhà virus học trên khắp thế giới. Các thông tin của ICTV có thể truy cập theo website <http://www.ncbi.nlm.gov/ICTV/>.
ICTV đưa ra các tên chuẩn phân loại dựa trên các đặc điểm hình thái, bao gồm kích thước, hình dạng, kiểu đối xứng của capsid, có hay không vỏ ngoài; các đặc điểm vật lý bao gồm cấu trúc genom, sự mẫn cảm đối với các tác nhân lý, hoá; các đặc điểm của lipid, cacbohidrat, các protein cấu trúc và không cấu trúc; đặc trưng kháng nguyên và các đặc điểm sinh học khác như phương thức nhân lên, loại vật chủ, phương thức lây truyền và khả năng gây bệnh.
Tuy nhiên người ta ước đoán rằng muốn xác định chính xác một loại virus mới cần phải có tới khoảng 500 đặc điểm. ICTV đang tạo dựng cơ sở dữ liệu (database) cho phép liệt kê các loại virus đến mức độ chủng.
Uỷ ban cũng đã thống nhất đưa ra các khái niệm về các thứ bậc trong phân loại, bao gồm:
Bộ virus (order).
Bộ là đại diện cho các nhóm ghép của các họ, có các đặc điểm chung khác biệt với các bộ và họ khác. Các bộ được ký hiệu bởi những vĩ tố (suffixe) -virales. Có một bộ đã được ICTV chấp thuận là Mononegavirales bao gồm các họ Paramyxoviridae, Rhabdoviridae và Filoviridae. Đó là các virus ARN đơn, âm, không phân đoạn và có vỏ ngoài.
Họ virus (family).
Họ là đại diện cho các nhóm ghép của các chi, có các đặc điểm chung khác với các thành viên của các họ khác. Họ có vĩ tố -viridae, đóng vai trò trung tâm và thường có tiếp đầu ngữ mang đặc điểm đặc trưng. Ví dụ Picornaviridae là từ ghép pico/rna/viridae (pico tiếng Ý là nhỏ) gồm các virus có kích thước nhỏ; Flavoviridae – tiến Latinh flavo là vàng (vì trong đó có virus gây bệnh sốt vàng) ở một số họ (ví dụ Herpesviridae) có sự khác nhau giữa các thành viên trong họ, dẫn đến sự hình thành các họ phụ, được ký hiệu với vĩ tố -virinae. Như vậy họ Herpesviridae còn được phân tiếp thành các họ phụ Alphaherpesvirinae, (virus, Herpes simplex), Betaherpesvirinae (virus cytomegalo) và Gammaherpesvirinae (virus Epstein-Barr).
Chi virus.
Chi là đại diện cho các nhóm ghép của các loài, có các đặc điểm chung và khác với các thành viên của các chi khác. Tên chi thường có vĩ tố -virus. Cũng như tên họ, tên chi thường có tiếp đầu ngữ mang đặc điểm đặc trưng. Ví dụ Rhinovirus (Rhino tiếng Hy Lạp là mũi, ám chỉ virus gây bệnh sổ mũi. Các tiêu chuẩn để phân định các chi thay đổi giữa họ này với họ khác nhưng chúng vẫn bao gồm sự khác nhau về các đặc điểm di truyền, cấu trúc và các đặc điểm khác.
Loài virus.
Loài virus được định nghĩa như là một lớp phân loại dựa trên một số lượng lớn các đặc điểm lớp (polythetic class), tạo lập mối liên hệ với nhau về sao chép và chiếm một ổ sinh thái riêng biệt. ICTV hiện đang xem xét một cách cẩn trọng các đặc điểm thiết yếu cần phải có để xác định loài. Sự phân chia giữa loài và chủng vẫn còn là một vấn đề khó khăn.
Một số tính chất được ICTV sử dụng trong phân loại loài Tính chất của virion
Đặc điểm hình thái.
* Kích thước virion
* Hình dạng virion
* Có hay không có peplome (liproprotein vỏ ngoài) và bản chất của peplome
* Có hay không có vỏ ngoài (envelope)
* Kiểu đối xứng và cấu trúc của capsid
Tính chất hoá lý, vật lý.
Khối lượng phân tử của virion (M2).
Mật độ nổi (buoyant density) của virion (trong CSCl, sacaroza vv…).
Hệ số lắng của virion.
Tính ổn định pH.
Tính ổn định nhiệt.
Tính ổn định với các cation (Mg2+, Mn2+).
Tính ổn định với các dung môi.
Tính ổn định với các chất tẩy rửa.
Tính ổn định với chiếu xạ.
Genom
Loại acid nucleic (ADN hay ARN).
Kích thước genom, tính theo Kb hoặc Kbp.
Acid nucleic sợi đơn (ss) hay sợi kép (ds).
Chuỗi thẳng hay khép kín.
Phân cực (nghĩa – dương, âm hay lưỡng cực).
Số lượng và kích thước các đoạn (segment).
Trình tự nucleotid.
Có các trình tự lặp lại.
Có các đồng phân.
Tỷ lệ G+C.
Có hay không mũ ở đầu 5.
Có hay không protein liên kết ở đầu 5.
Có hay không có đuôi poly (A) ở đầu 3.
Các protein.
Số lượng, kích thước và hoạt động chức năng của các protein cấu trúc.
Số lượng, kích thước và hoạt động chức năng của các protein không cấu trúc.
Những chi tiết về hoạt động chức năng của các protein, đặc biệt là transcriptaza phiên mã ngược, hemaglutinin, neuraminidaza và các protein dung hợp.
Trình tự toàn phần hoặc từng phần acid amin của protein.
Tính chất glycosyl hoá, phosphoryl hóa, myristyl hoá của protein.
Lập bản đồ của quyết định kháng nguyên (epitop)
Các lipid
Hàm lượng, đặc điểm.
Hydrat cacbon
Hàm lượng, đặc điểm
Cấu trúc genom và phương thức sao chép.
Cấu trúc genom.
Phương thức sao chép.
Số lượng và vị trí khung đọc.
Đặc điểm phiên mã.
Vị trí tích luỹ các protein của virion.
Vị trí lắp ráp virion.
Vị trí và bản chất của sự hoàn thiện và giải phóng virion.
Tính chất của kháng nguyên
Sự giống nhau về typ huyết thanh, đặc biệt nhận được từ các trung tâm liên quan.
Các đặc điểm sinh học.
Phạm vi vật chủ tự nhiên.
Phương thức lây truyền trong tự nhiên.
Mối quan hệ với vectơ truyền bệnh.
Sự phân bố địa lý.
Khả năng gây bệnh và bệnh liên quan.
Tính hướng mô, bệnh lý học và bệnh lý học mô.
Hệ thống phân loại Baltimore.
Năm 1971, David Baltimore đưa ra hệ thống phân loại virus dựa trên mối quan hệ giữa genom virus và mARN. Theo đó tất cả các virus đều được chia ra làm 6 nhóm hay 6 lớp, bất kể chúng là virus của động vật, thực vật hay vi sinh vật.
Lớp I:
Virus có genom là ADN kép, mARN được tổng hợp giống như ở tế bào, tức là dùng sợi ADN(-) làm khuôn.
Lớp II:
Virus có genom là ADN đơn. Ở thời điểm đưa ra hệ thống phân loại, khoa học mới chỉ biết đến genom ADN đơn, dương, nên khi phát hiện ra genom ADN âm thì lớp II được tách ra là IIa và IIb. Đối với genom ADN đơn, muốn tổng hợp mARN phải qua giai đoạn tổng hợp ADN kép trung gian, gọi là dạng sao chép (RF – replicative form).
Lớp III:
Virus có genom ARN kép. Một trong hai sợi tương đương với mARN.
Lớp IV:
Virus có genom ARN đơn, (+). Do có trình tự nucleotid trùng với trình tự nucleotid của mARN nên có thể dùng trực tiếp làm mARN. Lớp IV lại chia thành IVa và IVb dựa trên sự khác biệt về cơ chế biểu hiện và sao chép genom.
Lớp V:
Virus có genom ARN đơn, (-). Do có trình tự nucleotid ngược với trình tự nucleotid của mARN, nên không thể dùng trực tiếp làm mARN. Lớp V cũng được chia thành Va và Vb dựa trên sự khác biệt về cơ chế biểu hiện và sao chép genom.
Lớp VI:
Virus có genom là ARN. Trong quá trình biểu hiện và sao chép cần phải có giai đoạn tổng hợp phân tử ADN kép. Virus retro thuộc lớp này.
Bảng 1. Các nhóm virus chính phân theo Baltimore.
| Nhóm | Vật chủ | Hình thái | Các virus đại diện |
| Myoviridae Siphoviridae Rodoviridae Papovaviridae Adenoviridae Herpesviridae Poxviridae Baculoviridae Hepadnaviridae Caulimoviridae | Vi khuẩn Vi khuẩn Vi khuẩn Động vật Động vật Động vật Động vật Côn trùng Động vật Thực vật | Phức tạp Phức tạp Phức tạp Khối, không vỏ ngoài Khối, không vỏ ngoài Khối, có vỏ ngoài Phức tạp Xoắn, có vỏ ngoài Khối, có vỏ ngoài Khối, không vỏ ngoài | T4 l T7 Polyoma , SV40 Adeno Herpes simplex, varicella-zoster Đậu mùa, đậu bò Virus nhân đa diện (NPV) Virus viêm gan B (HBV) Khảm hoa lơ |
| Microviridae Parvoviridae Geminiviridae | Vi khuẩn Động vật Thực vật | Khối, không vỏ ngoài Khối, không vỏ ngoài Khối, hai hạt gắn thành đôi | jX174 Virut parvo, virut liên quan Adeno Sọc ngô |
| Reoviridae | Động vật | Khối, không có vỏ ngoài | Rota, reo |
| Leviviridae Picornaviridae Caliciviridae Togaviridae Flaviviridae Coronaviridae Potyviridae Tymovirus Tobamoviridae Cormoviridae | Vi khuẩn Động vật Động vật Động vật Động vật Động vật Thực vật Thực vật Thực vật Thực vật | Khối, không vỏ ngoài. Khối, không vỏ ngoài. Khối, có vỏ ngoài. Xoắn, có vỏ ngoài. Xoắn, không vỏ ngoài. Khối, không vỏ ngoài. Xoắn, không vỏ ngoài. Khối, không vỏ ngoài. Xoắn, không vỏ ngoài. Khối, không vỏ ngoài. | MS2, QB. Polio, rhino, HAV, Coxsackie. Norwark. Rubella, Sindbis. HCV, sốt vàng, viêm não Nhật Bản, Denge. SARS, viêm gan chuột. Khoai tây typ Y Khảm vàng Tulyp. Khảm thuốc lá. Khảm đậu đũa. |
| Rhabdoviridae Paramyxoviridae Bunyaviridae Arenaviridae Filoviridae | Động, thực vật. Động vật Động vật Động vật Động vật | Xoắn, có vỏ ngoài Xoắn, có vỏ ngoài Xoắn, có vỏ ngoài Xoắn, có vỏ ngoài Xoắn, có vỏ ngoài | Dại, hoại tử vàng rau diếp. Quai bị, sởi, á cúm. Hanta, Phelebovirus (Sốt thung lũng Rift). Lassa, Junin, Machupo. Ebola, Marburg |
| Retroviridae | Động vật | Khối, có vỏ ngoài | AIDS, HTLV-I, HTLV-II |
Hình 8. Nguyên tắc phân loại virus theo Baltimore
Sự phân chia genom của virus dựa trên mARN. acid nucleic (genom) có trình tự nucleotid giống với trình tự của mARN, được quy ước là (+) hay genom (+). Ngược lại nếu có trình tự bổ sung với mARN được quy ước là (-) hay genom (-). Genom ADN đơn muốn tạo thành mARN phải qua dạng trung gian (RF). Tất cả virus ARN (+) ở lớp IV muốn tạo mARN. Đều phải phiên mã từ khuôn ARN (-). Bảng tóm tắt các đặc điểm chính của các nhóm virus theo Baltimore (Bruce A.Voyles, 2002).
I. Lớp I: Virus có genom ADN kép
A- Bacteriophage
1. Myoviridae (nhóm phage T chẵn- T2, T4, T6)
a. Genom: Dạng thẳng hai đầu dính, kích thước 172 kbp, khối lượng phân tử 20×106 dalton.
b. Cấu tạo: Đầu 110x8nm, đuôi co được, dài 110nm
c. Hấp phụ và xâm nhập: Nhờ lông đuôi; xâm nhâp nhờ sắp xếp lại protein bao đuôi.
d. Biểu hiện genom: ARN polymeraza của vật chủ được cải biến để nhận diện promoter cuả phage
e. Sao chép genom: Hình thành concateme dạng thẳng nhờ các đầu dính (tạo chuỗi gồm các đoạn trùng lặp)
f. Lắp ráp: Ngẫu nhiên, giải phóng: làm tan bào.
2. Siphoviridae (nhóm phage l).
a. Genom: Dạng thẳng với hai đầu dính, kích thước 48 Kbp, khối lượng phân tử 33×106 dalton.
b. Cấu tạo: Đầu có đường kính 60nm. Đuôi dài đến 500nm, không co được.
c. Hầp phụ và xâm nhập: Nhờ đuôi
d. Biểu hiện genom: Dùng ARN polymeraza của tế bào
e. Sao chép genom: Khép vòng nhờ có 2 đầu dính. Lúc đầu sao chép dạng mắt (theta), sau đó theo cơ chế vòng tròn xoay.
f. Lắp ráp/ giải phóng: Các thành phần được lắp ráp nhẫu nhiên; giải phóng nhờ làm tan bào.
g. Dạng khác: Genom gắn xen vào nhiễm sắc thể của tế bào và ở dạng tiềm tan.
3. Podoviridae (nhóm phage T3, T7)
a. Genom: Thẳng, hai đầu dính, kích thước 40 kbp, khối lượng phân tử 25×106 dalton
b. Cấu tạo: Đầu có đường kính 65nm, đuôi dài 20nm
c. Hấp phụ và xâm nhập: Nhờ đuôi
d. Biểu hiên genom: Lúc đầu dùng ARN popymeraza phụ thuộc ADN của tế bào để phiên mã cho 3 gen tiền sớm. Sản phẩm của các gen này tham gia vào điều hòa tế bào chủ và chuẩn bị sao chép và biểu hiện gen virus.
e. Sao chép genom: Tạo thành concateme dạng thẳng nhờ các đầu dính bắt cặp
f. Lắp ráp và giải phóng: Làm tan bào.
B- Virus động vật
1. Papovaviridae
a. Genom: Khép vòng, 5-8 Kbp, khối lượng phân tử 3-5×106 dalton
b. Cấu tạo: Capsid dạng khối, không có vỏ ngoài, đường kính 40-55nm
c. Hấp phụ và xâm nhập: Nhập bào, cởi áo trong nhân.
d. Biểu hiện genom: Dùng ARN polymeraza của vật chủ để tạo ARN, sau đó nhờ cắt nối (splicing) để tạo các mARN khác nhau.
e. Sao chép genom: Dùng ARN polymeraza của vật chủ. Sao chép theo cơ chế theta
f. Lắp ráp trong nhân. Giải phóng nhờ tan bào.
g. Gây bệnh: HPV (mụn cóc, ung thư cổ tử cung), SV40.
2. Adenoviridae
a. Genom: Dạng thẳng, 36-38 Kbp, khối lượng phân tử 30×106 dalton với hai đầu lặp lại trái chiều. Đầu 5 có gắn protein.
b. Cấu tạo: Hình khối với các sợi glycoprotein đỉnh, không có vỏ ngoài, đường kính 40-50nm.
c. Hấp phụ và xâm nhập: Theo cơ chế nhập bào, cởi vỏ trong nhân.
d. Biểu hiện genom: Dùng ARN polymeraza của vật chủ, lắp ráp, cắt nối biệt hoá (differential splicing) để tạo ra các bản phiên mã (mARN) khác nhau.
e. Sao chép genom: ADN polymeraza của virus sử dụng protein thay cho mồi ARN. Sao chép AND được mồi bởi liên kết hydro của dCMP gắn vào protein 80 Kdalton bắt cặp với dGTP ở đầu 3 của genom mà không cần tạo các đoạn okazaki.
f. Lắp ráp: Trong nhân, giải phóng: Làm tan bào.
g. Gây bệnh: Virus adeno gây viêm họng, phổi, kết mạc, bàng quang xuất huyết.
3. Herpesviridae
a. Genom: Dạng thẳng, 124-235 Kbp, khối lượng phân tử 80-150×106 dalton.
b. Cấu tạo: Nuclecapsid dạng khối, đường kính khoảng 30nm, có vỏ ngoài.
c. Hấp phụ và xâm nhập: Dung hợp vỏ ngoài với màng sinh chất. Cởi vỏ trong nhân.
d. Biểu hiện genom: ARN polymeraza của vật chủ được điều hoà bởi các yếu tố của virus.
e. Sao chép genom: Sử dụng ADN polymeraza của virus, khép vòng, sao chép theo cơ chế vòng tròn xoay.
f. Lắp ráp: Trong nhân, giải phóng: nảy chồi qua màng nhân vào mạng lưới nội chất rồi ra ngoài.
g. Gây bệnh: Thuỷ đậu, zona, cự bào, EBV, roseola.
4. Poxviridae
a. Genom: Dạng thẳng với hai đầu lặp lại trái chiều 130-375 Kbp, khối lượng phân tử 85-240×106 dalton.
b. Cấu tạo: Capsid phức tạp (gồm nhiều lớp và thường có vỏ ngoài), có dạng hình thoi hoặc hình viên gạch, dài 200-900nm
c. Hấp phụ và xâm nhập: Dung hợp trực tiếp giữa vỏ ngoài với màng sinh chất.
d. Biểu hiện genom: Sử dụng ARN polymeraza của virus.
e. Sao chép genom: Dùng AND polymeraza của virus tổng hợp thay thế để tạo các concateme.
f. Lắp ráp trong tế bào chất, giải phóng: nảy chồi.
g. Gây bệnh: Đậu mùa, đậu bò.
5. Hepadnaviridae
a. Genom: Khép vòng nhưng không khép kín gồm hai sợi: sợi âm (L) dài3,2 Kb, khối lượng phân tử 1,6×106 dalton bắt cặp với sợi âm, ngắn (S). Chiều dài sợi âm thay đổi ở các virion.
b. Cấu tạo: Dạng khối, có vỏ ngoài, đường kính 42nm.
c. Hấp phụ và xâm nhập: Virus gắn vào thụ thể dành cho IgA trên bề mặt tế bào gan.
d. Biểu hiện genom: Sau khi genom chuyển thành phân tử AND kép, khép vòng, siêu xoắn (cADN), ARN polymeraza của vật chủ tiến hành phiên mã tạo 4 loại mARN, trùng nhau ở đầu 3 (3,5; 2,4; 2,1 và 0,7 Kb) sợi dài nhất có kích thước 3,5 Kb dài hơn genom 200 base, dùnglàm khuôn để tổng hợp genom (sợi L), nên gọi là tiền genom.
e. Sao chép genom: Sự sao chép ngược mARN dài nhất để tạo sợi L xảy ra trong tế bào chất. Sự tổng hợp sợi thứ hai (S) xảy ra trong virion.
f. Lắp ráp: Trong tế bào chất, giải phóng: nảy chồi vào mạng lưới nội chất tạo ra bọng rồi dung hợp với màng tế bào để ra ngoài.
g. Gây bệnh: Virus HBV gây viêm gan B ở người, DHBV gây viêm ở gan vịt
C. Virus thực vật
1. Caulimovirus (MaMV- Cauliflower mosaic virus)
a. Genom: Khép vòng nhưng không sợi nào khép kín, 8Kbp, khối lượng phân tử 4-5×106 dalton. Sợi âm có một chỗ đứt quãng, sợi dương có 2 chỗ đứt quãng.
b. Cấu tạo: Capsid dạng khối, đường kính 50nm.
c. Gắn và xâm nhập: Nhờ vectơr và rệp.
d. Biểu hiện genom: ARN polymeraza của vật chủ tạo ra 2mARN, trùng nhau ở đầu 3. Sợi dài nhất dài hơn genom.
e. Sao chép genom: Phiên mã ngược sợi mARN dài hơn để tạo AND(-), rồi sợi âm làm khuôn để tổng hơp sợi (+).
f. Lắp ráp trong tế bà chất, giải phóng nhờ vectơr là rệp.
g. Gây bệnh khảm hoa lơ, bệnh khảm ở các cây họ cải.
II. Lớp II. Virus có genom ADN đơn
A. Bacteriophage
1. Microviridae (nhóm ?X174)
a. Genom: Khép vòng, 5,4 Kb, khối lượng phân tử 1,7×106 dalton, sợi dương.
b. Cấu tạo: Capsid hình khối, đường kính 27nm
c. Hấp phụ có các gai gắn vào trong lipoprotein thành tế bào. Xâm nhập nhờ protein pilot gắn ở đầu AND giúp đưa nó vào trong tế bào chất.
d. Biểu hiện genom: ADN polymeraza cảu ký chủ xúc tác tổng hợp 3mARN đa gen (polycistronic). Protein không cấu trúc được tổng hợp từ khung đọc chồng lớp hoặc từ các vị trí khởi đầu khác nhau của cùng khung đọc.
e. Sao chép genom: Tổng hợp atingenome (đối genom), tạo dạng sao chép (RF), sau đó, lúc đầu sao chép tạo nhiều RF theo cơ chế theta, tiếp theo là sao chép theo cơ chế vòng tròn xoay.
f. Lắp ráp và ra khỏi tế bào như làm tan bào.
B. Các virus động vật
1. Parvoviridae (erythro-B19, các bệnh ở động vật)
a. Genom: Khép vòng, 5-8Kbp, khối lượng phân tử 3-8×106 kdal
b. Cấu tạo: Capsid hình khối, đường kính 40-55nm
c. Xâm nhập: Theo cơ chế nhập bào, cởi vỏ trong nhân
d. Biểu hiện genom: Dùng ARN polymeraza của ký chủ, phiên mã nhờ cắt nối (splicing) biệt hóa.
e. Sao chép genom: Dung ARN polymeraza của ký chủ sao chép kiểu theta.
f. Lắp ráp trong nhân, giải phóng khi làm tan bào
g. Có hai chi: Một chi là virus tự chủ (autonomous virus) có thể tự nhân lên trong tế bào chủ, một chi là virus khuyết tật. Muốn nhân lên cần hỗ trợ của virus khác. Ví dụ virus khuyết tật phụ thuộc virus adeno (AAV-defective adeno-associated virus), còn gọi là virus kèm adeno.
C. Virus thực vật
1. Geminivirus
a. Genom: Khép vòng, 2,7-2,9. Khối lượng phân tử 1×106 dalton. Mỗi virion chứa 1-2 phân tử, ADN đơn, dương.
b. Cấu tạo: Capsid dạng khối đa diện gắn với nhau thành đôi.
e. Xâm nhập: Nhờ côn trùng bộ cánh trắng và bộ ăn lá
d. Biểu hiện genom: Dùng ARN polymeraza của ký chủ. Phiên mã từ genom và từ sợi bổ sung của genom
e. Biểu hiện genom: Có thể theo cơ chế vòng tròn xoay thông qua RF trung gian
f. Lắp ráp trong nhân. Lan truyền nhờ côn trùng bộ cánh trắng và bộ ăn lá.
g. Đại diện: Virus gây bệnh sọc lá ngô, khảm vàng đậu.
III. Lớp III: Virus ARN kép
A. Virus động vật
1. Reoviridae
a. Genom: Chứa 10-12 đoạn, tổng cộng 16-23Kbp. Khối lượng phân tử 12-20×106 dalton
b. Cấu tạo: Capsid hìnhkhối đa diện có vỏ kép, không vỏ ngoài, đường kính 60-80nm, với các gai ngắn.
c. Xâm nhập theo cơ chế nhập bào, tạo endosom, sau đó loại bỏ vỏ capsid ngoài. Khi vào tế bào chất vẫn còn vỏ capsid trong
d. Biểu hiện genom: ARN polymeraza do virus mang theo tiến hành phiên mã sợi âm để tạo mARN monocistronic rồi ra khỏi nucleocapsid
e. Sao chép genom: mARN được đóng gói trong vỏ capsid tạo thành nucleocapsid sau đó tổng hợp các sợi trong nucleocapsid.
f. Vỏ capsid ngoài lắp ráp xung quanh nucleocapsid trong tế bào chất, sau đó được giải phóng khi làm tan bào.
g. Đại diện: Virus rota gây bệnh tiêu chảy ở trẻ em.
IV. Virus ARN đơn, dương
A. Bacteriophage
1. Leviviridae
a. Genom: Dạng thẳng, 3,5-4,7 Kb. Khối lượng phân tử 1,2×106 dalton
b. Cấu tạo: Capsid có dạng gần như khối đa diện, đường kính 23 nm
c. Hấp phụ: Gắn vào thụ thể tế bào nhờ sợi lông F
d. Biểu hiện genom: Các protein được mã hoá từ khung đọc chồng lớp hoặc từ cùng một khung đọc sử dụng cách đọc qua điểm dừng yếu (read-through of weak terminatior)
e. Sao chép genom: Replicaza của virus tiến hành tổng hơp antigenom làm khuôn để tổng hợp các genom cho virus mới.
f. Lắp ráp ngẫu nhiên rồi chui ra khi tế bào tan
g. Đại diện: Chỉ có 1 chi là Levivirus. Các phage: MS2, QB, f2, fr, R17….
B. Virus động vật
1. Picornaviridae
a. Genom: Thẳng, 7,2-8,4 Kb, khối lượng phân tử 2,4×106 dalton. Đầu 5 có protein VPg, đầu 3 có đuôi poly (A).
b. Cấu tạo: Capsid dạng khối đa diện, không vỏ ngoài, đường kính 27-30 nm
c. Xâm nhập: Theo cơ chế nhập bào, cởi vỏ trong tế bào chất
d. Biểu hiện genom: genom mã hoá cho một polyprotein duy nhất sau đó được proteaza phân cắt thành các protein với chức năng khác nhau.
e. Sao chép genom: ARN polymeraza của virus xúc tác tổng hợp antigenom làm khuôn để tổng hợp các genom của virus mới.
f. Lắp ráp trong tế bào chất. Làm tan bào để ra ngoài
g. Đại diện: 5 chi, trong đó có các virus gây bệnh lở mồm long móng, bại liệt, Coxsackie, ECHO, viêm gan A, xổ mũi.
2. Togaviridae
a. Genom: Dạng thẳng, 9,7-11,8 Kb, khối lượng phân tử 4×106 dalton. Đầu 5 có mũ, đầu 3 có đuôi poly A
b. Cấu tạo: Capsid dạng khối đa diện, đườngkính 30-42 nm, có vỏ ngoài với các gai (đường kính vỏ ngoài 60-65 nm).
c. Xâm nhập theo cơ chế nhập bào và dung hợp giữa vỏ ngoài với màng endosom. Cởi vỏ trong tế bào chất.
d. Biểu hiện genom: Một polyprotein được tổng hợp trực tiếp từ phía đầu 5 của genom (vì genom làm nhiệm vụ mARN) còn protein thứ hai được tổng hợp từ mARN đã được phiên mã từ antigenom (sợi âm) nằm phía đầu 3 của genom.
e. Sao chép genom: ARN polymeraza của virus xúc tác tổng hợp antigenom dùng làm khuôn để tổng hợp genom mới.
f. Lắp ráp trong tế bào chất. Nảy chồi ra ngoài.
g. Đại diện: Virus gây bệnh Rubella.
3. Coronaviridae
a. Genom: Thẳng, 20-30 Kb, khối lượng phân tử 9-11×106 dalton. Đầu 5 gắn mũ, đầu 3 gắn đuôi poly(A).
b. Cấu tạo: Nucleocapsid dạng xoắn, có vỏ ngoài với các gai, đường kính 60-120 nm.
c. Xâm nhập: Dung hợp trực tiếp giữa vỏ ngoài với màng sinh chất của tế bào hoặc theo lối nhập bào tạo endosom rồi dung hợp giữa vỏ ngoài virus mới với màng endosom. Cởi vỏ trong tế bào chất.
d. Biểu hiện genom: Sự dịch mã đầu tiên xảy ra ở đoạn phía đầu 5 của genom để tạo polyprotein, sau đó dịch mã từ các mARN ổ (nested mARN) đã được phiên mã từ antigenom phía đầu 3. Đây là nhóm mARN có chung đầu 3.
e. Sao chép genom: ARN polymeraza của virus xúc tác tổng hợp antigenom dùng làm khuôn để tổng hợp genom mới.
f. Lắp ráp: Nẩy chồi vào mạng lưới nội chất hạt, giải phóng nhờ tan bào hoặc dunghợp giữa màng bọng với màng sinh chất.
g. Virus gây bệnh cho người (SARS) và động vật.
C. Virus thực vật
1. Potyvirus (nhóm virus Y gây bệnh khoai tây)
a. Genom: Thẳng, 9,5 Kb, khối lượng phân tử 3-3,5×106 dalton. Đầu 5 gắn protein VPg, đầu 3 gắn poly-A
b. Cấu tạo: Capsid xoắn, mềm dẻo, đường kính 11nm, dài 700nm.
c. Xâm nhập nhờ côn trùng (rệp).
d. Biểu hiện genom: Genom được mã hoá cho một polyprotein duy nhất, sau đó phân cắt thành các protein chức năng.
e. Sao chép genom: ARN polymeraza của virus xúc tác tổng hợp antigenom dùng làm khuôn để tổng hợp các genom mới.
f. Lắp ráp trong tế bào chất, giải phóng nhờ rệp.
g. Gồm các virus gây bệnh khoai tây nhóm Y.
2. Tymovirus (nhóm virus khảm vàng cây cải củ).
a. Genom: Dạng thẳng, 6,3Kb. Khối lượng phân tử 2×106 dalton. Đầu 5 gắn mũ, đầu 3 gắn tARN thay cho đuôi poly(A).
b. Cấu tạo: Capsid dạng khối đa diện, đường kính 29nm.
c. Xâm nhập nhờ ong
d. Biểu hiện genom: Đầu tiên một polyprotein được tạo thành từ đoạn phía đầu 5 của genom, sau đó protein thứ hai được tổng hợp từ mARN do phiên mã từ antigenom nằm phía đầu 3.
e. Sao chép genom: ARN polymeraza của virus xúc tác tổng hợp antigenom dùng làm khuôn để tổng hợp genom mới.
f. Lắp ráp trong tế bào chất, giải phóng nhờ ong.
3. Tobamovirus (nhóm virus khảm thuốc lá)
a. Genom: Dạng thẳng, 4,8kb. Khối lượng phân tử 2×106 dalton. Đầu 5 gắn mũ, đầu 3 gắn tARN thay cho đuôi poly(A).
b. Cấu tạo: Capsid dạng xoắn, cứng, đường kính 18nm, dài 300nm
c. Xâm nhập: Thông qua các vết trầy xước hoặc qua hạt
d. Biểu hiện genom: Dịch mã lúc đầu tiến hành ở đoạn nằm phía đầu 5 của genom để tạo hai polyprotein nhờ việc đọc mã vượt qua điểm kết thúc yếu (weak terminator) sau đó là dịch mã nhóm các mARN đã được tổng hợp từ antigenom ở phía đầu 3.
e. Sao chép genom: ARN polymeraza của virus tổng hợp antigenom dùng làm khuôn cho genom mới.
f. Lắp ráp trong tế bào chất. Xâm nhập qua các vết trầy xước hoặc qua hạt.
4. Comovirus (nhóm virus khảm đậu đũa)
a. Genom: Gồm hai phân tử dạng thẳng, 5,9-3,5 Kb, khối lượng phân tử 2,4×106 dalton. Đầu 5 gắn VPg, đầu 3 gắn đuôi poly(A).
b. Cấu tạo: Capsid dạng lưỡng hạt, khối đa diện (gồm hai hạt luôn đi kèm nhau), đường kính 28 nm.
c. Xâm nhập: Nhờ ong.
d. Biểu hiện genom: Mỗi ARN mã hoá cho một polyprotein.
e. Sao chép genom: ARN polymeraza của virus tổng hợp antigenom dùng làm khuôn cho genom mới.
f. Giải phóng và khuếch tán nhờ ong.
V. Lớp V: Virus có genom ARN đơn, âm.
A. Virus động vật.
1. Rhabdoviridae
a. Genom: Dạng thẳng, 13-16 Kb. Khối lượng phân tử 4,6×106 dalton. Hai đầu có trình tự lặp lại, bổ sung cho nhau.
b. Cấu tao: Nucleocapsid dạng xoắn, mềm mại, cuộn lại thành hình viên đạn, đường kính 45-100 nm, dài 100-430 nm. Có vỏ ngoài với các gai bề mặt.
c. Biểu hiện genom: mARN đơn gen (monocistron) được phiên mã từ genom nhờ ARN polymeraza do virus mang theo.
e. Sao chép genom: ARN polymeraza của virus tổng hợp antigenom sau đó tổng hơp genom.
f. Lắp ráp: Vị trí lắp ráp và nảy chổi thay đổi tuỳ theo từng loài.
g. Gồm 2 chi: Một chi gây nhiễm ở cả động vật có và không xương sống, một chi gây nhiễm ở thực vật. Đại diện: Virus gây bệnh dại.
2. Paramyxoviridae.
a. Genom: Dạng thẳng 16-20 Kb, khối lượng phân tử 5-7×106 dalton với hai đầu lặp lại trái chiều.
b. Cấu tạo: Nucleocapsid đa hình thái, có vỏ ngoài với các gai, đường kính 150 nm.
c. Xâm nhập: Dung hợp giữa vỏ ngoài với màng tế chất, cởi vỏ trong tế bào chất.
d. Biểu hiện genom: Các mARN đơn gen (monocistron) được phiên mã từ genom nhờ ARN polymeraza do virus mang theo, ARN editing.
e. Sao chép genom : ARN polymeraza của virus tổnghợp antigenom dùng làm khuôn để tổng hợp genom mới.
f. Lắp ráp trong tế bào chất. Nảy chồi qua màng sinh chất.
g. Các virus đại diện: Các virus gây bệnh sởi, á cúm, quai bị, Newcastle, Nipal…
3. Filoviridae
a. Genom: Dạng thẳng, 19,1 Kb. Khối lượng phân tử 4,2×106 dalton, với hai đầu lặp lại trái chiều.
b. Cấu tạo: Nucleocapsid đa hình thái, dạng xoắn, đường kính 50nm, có vỏ ngoài với các gai, chiều dài rất thay đổi, đôi khi phân nhánh hoặc có dạng hình số 6.
c. Xâm nhập: Chưa rõ
d. Biểu hiện genom: ARN polymeraza của virus xúc tác tổng hợp các mARN, ARN editing và dịch mã theo kiểu dịch khung (translational fraeshifting) xẩy ra trong tổng hợp Gp (glycoprotein).
e. Sao chép genom : ARN polymeraza của virus xúc tác tổng hợp antigenom dùng làm khuôn để tổng hợp genom mới.
f. Lắp ráp trong tế bào chất, nẩy chồi qua màng sinh chất.
g. Virus đại diện: Ebola, Marburg gây bệnh sốt xuất huyết.
4. Orthomyxoviridae
a. Genom: Gồm 8 đoạn ARN dạng xoắn, tổng chiều dài 10-13,6 Kb. Khối lượng phân tử 4,5×106dalton. Tất cả các đoạn đều có cùng đoạn đầu giống nhau.
b. Cấu tạo: Nucleocapsid đa hình thái dạng xoắn, mềm mại, có vỏ ngoài với các gai, đường kính virion khoảng 100 nm.
c. Xâm nhập theo các cách nhập bào, sau đó tiến hành dung hợp giữa vỏ ngoài với màng endosom. Cởi vỏ trong tế bào chất.
d. Biểu hiện genom: Đầu 5gắn mũ. Có từ 8 đến 15 base của mARN của ký chủ được sử dụng làm mồi cho ARN polymeraza của virus để tổng hợp các mARN của mỗi đoạn genom. Hai phân tử mARN nhỏ nhất được tạo thành nhờ cắt nối(splicing) biệt hoá.
e. Sao chép: ARN polymeraza của virus tổng hợp antigenom dùng làm khuôn để tổng hợp genom mới của virus con trong nhân tế bào chủ.
f. Lắp rắp: Trong tế bào chất, nảy chồi qua màng sinh chất.
g. Đại diện:virus cúm A, B, C, cúm gia cầm.
5. Bunyaviridae.
a. Genom: gồm ba đoạn ARN thẳng, tổng cộng 11-12 kb. Khối lượng phân tử 6×106 dalton. Đoạn nhỏ nhất có trong một chi là genom lưỡng cực.
b. Cấu tạo: Nucleocapsid xoắn, mềm mại. Có vỏ ngoài với các gai. Virion có đường kính 100nm.
c. Xâm nhập theo lối nhập bào, sau đó tiến hành dung hợp giữa vỏ ngoài virus với màng endosom. Cởi vỏ trong tế bào chất.
d. Biểu hiện genom: ARN polymeraza vủa virus tổng hợp antigenom dùng làm khuôn để tổng hợp genom mới.
f. Lắp ráp trong tế bào chất, nẩy chồi qua màng bộ máy golgi. Lan truyền nhờ bọn chân khớp (trừ chi Hantavirus).
g. Hantavirus (sốt xuất huyết Triều Tiên), virus héo đốm cà chua…
6. Arenaviridae
a. Genom: Là hai phân tử ARN đơn, thẳng, 10-14 kb, khối lượng phân tử, đoạn lớn 3×106 dalton. Cả hai đều là genom lưỡng cực (trên genom ARN đơn có cả đoạn dương và âm).
b. Cấu tạo: Nucleocapsid xoắn, mềm mại, có vỏ ngoài với các gai bề mặt, đường kính virion 60-300 nm.
c. Xâm nhập theo lối nhập bào sau đó tiến hành dung hợp giữa vỏ ngoài virus với màng endosom. Cởi vỏ trong tế bào chất
d. Biểu hiện genom : mARN thứ nhất được tổng hợp từ mỗi đoạn genom nhờ ARN polymeraza của virus. mARN thứ hai được tổng hợp từ antigenom của chính đoạn đó.
e. Sao chép genom: ARN polymeraza của virus tổng hợp antigenom dùng làm khuôn để tổng hợp genom mới.
f. Lắp ráp trong tế bào chất, nảy chồi qua màng sinh chất.
g. Virion chứa riboxom của ký chủ. Đại diện: Virus gây bệnh LASSA, Junin, Machupo, viêm màng não, màng đệm, lympho bào.
VI. Lớp VI:
Virus có genom ARN đơn, dương với enzym phiên mã ngược (virus Retro).
a. Genom: Thẳng, 7,2-11 kb. Khối lượng phân tử 2-3,5×106dalton. Đầu 5 gắn mũ, đầu 3 gắn đuôi poly (A). Mỗi virion chứa 2 phân tử ARN giống nhau.
b. Cấu tạo: Nucleocapsid dạng khối đa diện, có vỏ ngoài với các gai bề mặt, đường kính virion 100nm.
c. Xâm nhập theo lối nhập bào sau đó là dung hợp giữa vỏ ngoài với màng endosom. Riêng HIV tiến hành dung hợp trực tiếp giữa vỏ ngoài với màng sinh chất.
d. Biểu hiện genom: Genom ARN được sao thành ADN kép nhờ enzym phiên mã ngược (RT) do virus mang theo, sau đó ADN virus gắn vào nhiễm sắc thể của tế bào dưới dạng provirus. Provirus phiên mã nhờ ARN polymeraza của tế bào để tạo mARN đa gen (polycistron) sau đó được xử lý (splicing) thành mARN mã hóa cho polyprotein.
e. Sao chép genom : Provirus phiên mã tạo genom.
f. Lắp ráp trong tế bào chất, nẩy chồi qua màng sinh chất.
g. Đại diện: Virus gây suy giảm miễn dịch ở người (HIV), virus gây ung thư bạch cầu tế bào
T ở người ( HTLV-I, HTLV-II), virus Sarcoma Rous.
Bảng phân loại các họ chính của virus ADN ở động vật có xương sống
4. Các virus chính gây bệnh cho người.
1. Các virus chính gây bệnh cho da, niêm mạc, mắt
| Tên virus | Cơ quan nhiễm | Tên bệnh | Đường lây truyền |
| Đậu mùa (smallpox viriola) Họ Poxviridae | Da | Đậu mùa | Qua sol khí, vẩy mụn chứa virus |
| Molluscipox Họ Poxviridae | Da | U mềm lây | Lây người sang người qua tiếp xúc |
| Herpes simplex-1 Họ Herpesviridae | Môi, da | Herpes môi, mụn rộp. | Qua niêm mạc, vết xước da |
| Herpes simplex-2 Họ Herpesviridae | Cơ quan sinh dục | Herpes sinh dục, mụn rộp | Đường tình dục. |
| Varicella-Zoster Họ Herpesviridae | Đường hô hấp, mắt, máu, da | Thủy đậu, Zona | Người sang người |
| Herpes 6 (HHV-6) Họ Herpesviridae | Da, hạch lympho | Ban đào (roseola) | Qua sol khí, nước bọt |
| Papiloma ở người (HPV) Họ Papovaviridae | Biểu mô da, niêm mạc | Mụn cơm | Tiếp xúc trực tiếp, đường sinh dục |
| Parvo B19 Họ Parvoviridae | Da (má, tay, đùi, mông, mình) | Ban đỏ truyền nhiễm, bệnh thứ 5 | Qua sol khí chứa virus |
| Coxsackie A Họ Picornaviridae | Miệng, họng, da | Viêm họng,mụn nước (tay-chân-miệng) viêm kết mạc, xuất huyết, viêm màng não vô khuẩn. | Đường phân, miệng |
| Rubella Họ Togaviridae | Da, đường hô hấp, hạch lympho, máu | Rubella | Đường hô hấp |
| Sởi (measles) Họ Paramyxoviridae | Đường hô hấp, hệ bạch huyết, tuần hoàn, não, niệu, thần kinh trung ương. | Sởi ( Rubeola) | Đường hô hấp (sol khí). |
2. Virus gây bệnh hệ thần kinh.
| Tên virus | Cơ quan nhiễm | Tên bệnh | Đường lây truyền |
| Polyoma JC Họ Popovaviridae | Các tế bào thận, máu, não, hệ thần kinh trung ương. | Bệnh não bạch cầu nhiều ổ tiến triển (PML) | Qua đường hô hấp |
| Polio Họ Picornaviridae | Tế bào ruột, họng, não hệ thần kinh trung ương tuỷ sống | Bại liệt ở trẻ em | Đường tiêu hóa, phân, miệng |
| Flavi Họ Flaviviridae | Máu đôi khi não, gan, da và mạch máu | Viêm não St. Louis, Tây sông Nile, Xuân hè Nga, viêm não Nhật Bản, sốt Dengue, sốt vàng. | Truyền qua bọn chân khớp. |
| Toga Họ Togaviridae | Máu đôi khi não, gan, da và mạch máu | Viêm não ngựa miền tây (WEE), viêm não ngựa miền Đông (EEE), viêm não ngựa Venezuela | Truyền qua bọn chân khớp |
| Dại (Rabies) Họ Rhabdoviridae | Cơ vân, nơron, tuỷ sống, não tuyến nước bọt. | Dại | Qua nước bọt động vật dại qua vết cắn ở da. |
| Bunya Họ Bunyaviridae | Máu, não, thận, gan, mạch máu | Viêm não california, sốt thung lũng Rift | Truyền qua bọn chân khớp. |
| HIV Họ Retroviridae | Tế bào TH, đại thực bào, tế bào cơ trơn, tế bào tua | AIDS | Qua đường tình dục, tiêm chích ma túy, tiếp với dịch cơ thể người bị nhiễm HIV |
| Priron | Não | Bệnh xốp não ( JD), Kuru | Phá huỷ các mô bị nhiễm. |
3. Virus gây bệnh tim mạch và hệ bạch huyết
| Tên virus | Cơ quan nhiễm | Tên bệnh | Đường lây truyền |
| Epstein Barr (EVB) Họ Herpesviridae | Tế bào biểu mô của họng, tuyến nước bọt mang tai, máu và lympho B | U lympho Burkit, bênh bạch cầu đơn nhân. | Nước bọt |
| Cytomegalo (CMV) Họ Herpesviridae | Gan, hạch lympho | Dị tật bẩm sinh | Qua dịch tuyết của cơ thể như nước bọt, nước tiêu cổ tử cung, truyền qua đường tình dục, sinh nở, truyền máu, ghép tạng, tiêm chích. |
| Coxsackie B Họ Picornaviridae | Cơ tim, da | Viêm cơ tim, viêm màng ngoài tim, viêm não vô trùng, chứng đau nhói ngực. | Qua đường phân miệng |
| HTLV-1, HTLV-2 Họ Retroviridae | Tế bào lympho T | Ung thư bạch cầu tế bào T ở người, ung thư bạch cầu tế bào lông. | Qua đường tình dục, truyền máu, tiêm chích |
| Marburg, Ebola Họ Filoviridae | Nhiều loại tế bào, đặc biệt là tế bào gan và đại thực bào | Sốt xuất huyết do virus | Lây trực tiếp qua dịch cơ thể, trước hết là máu. |
| Hanta Họ Bunyaviridae | Máu, phổi | Hội chứng bệnh phổi do virus Hanta kèm sốc tim | Hít phải virion từ bãi phân và nước tiểu của chuột. |
4. Virus gây bệnh đường hô hấp
| Tên virus | Cơ quan nhiễm | Tên bệnh | Đường lây truyền |
| Adeno Họ Adenoviridae | Đường hô hấp | Cảm lạnh thường | Qua sol khí đường hô hấp |
| Rhino Họ Picornaviridae | Đường hô hấp trên | Cảm lạnh (sổ mũi) | Qua sol khí đường hô hấp, đồ vật bị nhiễm hoặc tiếp xúc trực tiếp với người bênh. |
| Corona ( Hcov) Họ Coronaviridae | Đường hô hấp | Hội chứng viêm đường hô hấp cấp nặng (SARS), cảm lạnh thường | Qua sol khí đường hô hấp. |
| Quai bị (mumps) Họ Paramyxoviridae | Các tế bào đường hô hấp trên | Quai bị | Dịch tiết đường hô hấp (qua ho, hắt hơi), nước bọt. |
| Hợp bào hô hấp (RSV) | Đường hô hấp, phổi | Bệnh hợp bào hô hấp | Qua bãi nôn, chân tay bị nhiễm, nhất là ở vườn trẻ |
| Cúm Họ orthomyxoviridae | Phổi, đường hô hấp | Cúm | Qua giọt tiết đường hô hấp |
5. Virus gây bệnh đường tiêu hoá
| Tên virus | Cơ quan nhiễm | Tên bệnh | Đường lây truyền |
| Viêm gan B (HBV) Họ Họ Hepadnaviridae | Tế bào gan | Viêm gan huyết thanh (viêm gan B), ung thư gan | Qua đường tình dục, qua dịch cơ thể bị nhiễm, tiêm chích ma túy. |
| Viêm gan A (HAV) Họ Picoraviridae | Tế bào gan | Viêm gan nhiễm trùng (viêm gan A) | Qua đường tiêu hóa. |
| Viêm gan C (HCV) Họ Flaviridae | Tế bào gan | Viêm gan mạn tính | Qua đường tình dục, truyền máu, ghép tạng, tiêm chích. |
| Viêm gan D (HDV) Chưa phân loại | Tế bào gan | Viêm gan Delta | Qua đường tình dục, bơm tiêm bị nhiễm |
| Viêm gan E (HEV) Họ Hepeviridae | Tế bào gan | Viêm gan E | Qua đường phân-miệng |
| Rota Họ Reoviridae | Đường hô hấp và đường tiêu hóa | Tiêu chảy, viêm dạ dày ruột ở trẻ em | Qua đường phân-miệng |
| Cự bào (CMV) (Cytomegalo) Họ Herpesviridae | Hạch lympho, gan | Dị tật bẩm sinh | Qua dịch tiết của cơ thể (nước bọt, dịch nhân, sữa, nước tiểu, phân, dịch tử cung, qua quan hệ tình dục, truyền máu. |
6. Virus gây bệnh đường niệu và sinh dục
| Tên virus | Cơ quan nhiễm | Tên bệnh | Đường lây truyền |
| Herpes simplex-2 Họ Herpesviridae | Cơ quan sinh dục | Herpes sinh dục, mụn rộp. | Qua quan hệ tình dục |
| Papilloma (HPV) Họ Papovaviridae | Biểu mô da, niêm mạc. | Mụn cơm | Qua tiếp xúc trực tiếp, qua dụng cụ bị nhiễm, qua quan hệ tình dục. |
| Viêm gan B (HBV) Họ Hepadnaviridae | Gan | Viêm gan huyết thanh ung thư | Qua tiếp xúc trực tiếp với dịch cơ thể bị nhiễm. Qua quan hệ tình dục, bơm tiêm bị nhiễm. |
| HIV Họ Retroviridae | Tế bào T, đại thực bào, tế bào cơ trơn, tế bào tua. | Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải (AIDS). | Qua quan hệ tình dục, tiêm chích ma túy, truyền máu, tiếp xúc với dịch cơ thể bị nhiễm, ghép tạng. |
5. Hình ảnh một số virus thông thường:
Kích thước Virus (1000nm= 1µm)
Họ Orthomyxoviridae
Virus cúm (Influenzavirus)
Virus cúm gia cầm H5N1 (HPAV- Highly pathogenic avian influenza)
Họ Paramyxoviridae
Virus quai bị (Mumps virus)
Virus sởi (Measles virus)
Họ Togaviridae
Virus sởi Đức (Rubella virus)
Virus hợp bào hô hấp (RSV- Respiratory syncytial virus)
Họ Coranoviridae
Virus SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome)
Virus gây bệnh dại ( Rhabdovirus)
Họ Hepadnaviridae
Virus viêm gan B (HBV- Hepatitis B virus)
Họ Picornaviridae (HAV- Hepatitis A virus)
Họ Flaviviridae
Virus viêm gan C (HCV- Hepatitis C virus)
Virus viêm não Nhật Bản B (Japanese B Encephalitis virus)
Virus viêm gan D (HDV- Hepatitis D virus)
Họ Togaviridae
Virus viêm gan E ( HEV- Hepatitis E virus)
Virus sốt xuất huyết Dengue (Dengue fever virus)
Virus HIV (Human immunodeficiency virus)
Virus bại liệt (Poliomyelitis virus)
Họ Poxviridae
Virus đậu mùa (Pox virus)
Họ Filoviridae
Virus Ebola (Ebola hemorrhagic fever virus)
80 x 14 000 nm
Họ Picornaviridae
Virus sốt lở mồm long móng (Foot and mouth disease virus)
 |  |  |  |
 |  |  |  |
 |  |  |  |
Virus hại lá cây trồng
 |  |  |
 |  |  |
Virus hại củ quả cây trồng
Tài liệu tham khảo
David Greenwood, Richard C., B. Slack, 1998 Medical Microbiology. Churchill Levingstone.
Lansing M. Prescott, john P. Harley, Đonal A. Klein, 2005 Microbiology. Mc Graw Hill
Robert W. Bauman, 2004 Microbiology Benjamin Cummings
Harper D. R., 1998 Molecular Virology. Springer and Bios Scientific Publisher
Bruce A. Voyles, 2002 The biology of Viruses. Mc Graw Hill.
© http://vietsciences.free.fr và http://vietsciences.org và http://vietsciences.netvà http://vietsciences2.free.fr Phạm Văn Ty và Nguyễn Lân Dũng,
.jpg)
