Những đặc điểm của virus

Nhận định chung

Virus là tác nhân nhiễm trùng nhỏ nhất (đường kính từ 20 - 300 nm) có thể lọt qua các lọc vi khuẩn, có cấu tạo rất đơn giản. Virus là một đại phân tử nucleoprotein có đặc tính cơ bản của một  sinh vật, nhưng không có khả năng tự sinh sản, không có cấu tạo tế bào, không có quá trình trao đổi chất và có thể coi chúng là trung gian giữa các chất sống và chất vô sinh.

Virus khác biệt với các vi sinh vật khác ở các đặc điểm sau đây:

Virus chỉ chứa một loại  axit nucleic duy nhất: hoặc là ADN hoặc là ARN, không bao giờ chứa đồng thời cả 2 loại  axit nhân.

Virus sinh sản bằng cách sao chép từ vật liệu di truyền duy nhất của chúng, không phân chia bằng cách phân đôi như các vi khuẩn.

Virus ký sinh bắt buộc trong tế bào sống, chúng dựa vào nguồn năng lượng và bộ máy của tế bào (ví dụ  các ribosome, ARN vận chuyển...) để tổng hợp protein.

Virus tổng hợp các thành phần của chúng một cách riêng rẽ và sau đó tự lắp ráp với nhau để tạo thành những hạt virus mới.

Virus không nhạy cảm với các kháng sinh thông thường.

Kích thước, hình thể và cấu trúc virus

Kích thước

Virus có kích thước rất nhỏ bé, có thể qua được các lọc vi khuẩn. Chính vì thế mà chỉ có thể quan sát thấy virus qua kính hiển vi điện tử.

Đơn vị đo kích thước của virus là nanomet (nm): 1 nm =1/1000 micromet

Mỗi loại virus có một kích thước nhất định (từ 20 - 300 nm) và không thay đổi trong suốt quá trình phát triển.

Hình thể

Phần lớn các virus có một hình thể nhất định, đặc trưng cho từng loài virus.

Một số loại hình thể virus thường gặp:

Hình cầu: virus cúm, sởi, bại liệt.

Hình khối đa diện: Adenovirus, Papovavirus.

Hình que: virus khảm thuốc lá.

Hình viên gạch: virus đậu mùa.

Hình dùi trống (đinh ghim): phage T2 của E.coli.

Cấu trúc

Virus có cấu trúc rất đơn giản, không có cấu tạo tế bào. Tất cả các hạt virus đều có hai thành phần cơ bản: axit nucleic là thành phần mang mật mã di truyền của virus và capsid là vó protein bao quanh axit nucleic. Lõi axit nucleic và capsid hợp lại tạo thành nucleocapsid. Đối với một số virus, nucleocapsid còn được bao quanh bởi một vó lipit hay lipoprotein gọi là bao ngoài (envelope hoặc peplos)

Axit nucleic của virus:

Mỗi một hạt virus đều có một trong hai loại axit nucleic hoặc là ADN hoặc là ARN. Axit nucleic nằm ở giữa hạt virus tạo thành lõi hay hệ gen của virus.

Phân tử  ADN của virus phần lớn ở dạng ADN 2 sợi và có một số ít ở dạng ADN 1 sợi như Parvoviridae. Phân tử ARN của virus đa số ở dạng ARN 1 sợi, trừ một số ít ở dạng ARN 2 sợi như Reoviridae.

Các axit nucleic chỉ chiếm 1 - 2% trọng lượng phân tử của hạt virus nhưng có chức năng đặc biệt quan trọng:

Axit nucleic mang toàn bộ mã thông tin di truyền đặc trưng cho từng virus.

Axit nucleic quyết định khả năng gây nhiễm trùng của virus trong tế bào cảm thụ.

Axit nucleic quyết định chu kỳ nhân lên của virus trong tế bào cảm thụ

Axit nucleic mang tính kháng nguyên đặc hiệu của virus.

Capsid:

Capsid là cấu trúc bao quanh lõi axit nucleic. Bản chất hóa học của capsid là protein. Capsid được cấu tạo bởi các đơn vị hình thái gọi là capsomer bao gồm các phân tử protein có sắp xếp đặc trưng cho từng loại virus. Các capsomer được sắp xếp theo một trật tự không gian xác định tạo nên các kiểu đối xứng của capsid: hoặc đối xứng xoắn hoặc đối xứng khối hoặc đối xứng phức hợp.

Capsid của virus có các chức năng sau đây:

Vỏ protein có tác dụng bảo vệ axit nucleic của virus.

Protein  capsid mang tính kháng nguyên đặc hiệu của virus.

Capsid đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn bám và xâm nhập tế bào của virus.

Capsid giữ cho hình thể và kích thước của virus luôn luôn được ổn định.

Vỏ ngoài (envelope):

Các virus như Herpesviridae, Flaviviridae, Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae,...   còn có thêm một lớp vỏ bao bọc ngoài capsid gọi là envelope hoặc peplos. Bản chất hóa học của vỏ ngoài là một phức hợp lipid, protein và gluxit. Vỏ ngoài có nguồn gốc từ màng bào tương hoặc màng nhân cùa tế bào chủ nhưng đã bị virus cải tạo và mang tính kháng nguyên đặc hiệu cho virus. Vỏ ngoài có thề bị các dung môi  hòa tan lipid (như ether, muối mật , ...) phá hùy.

Vỏ ngoài của virus có chức năng:

Tham gia vào sự bám của virus vào tế bào cảm thụ

Tham gia vào giai đoạn lắp ráp và giải phóng virus ra khỏi tế bào sau chu kỳ nhân lên.

Những virus không có vỏ ngoài gọi là virus trần.

Gai protein:

Trên vỏ ngoài của một số virus có những mấu gai protein lồi lên có thể có những chức năng riêng biệt như ngưng kết hồng cầu tố hoặc enzyme neuraminidase hoạt động .

Một số enzyme:

Virus không có một hệ enzyme chuyển hóa hoàn chỉnh như vi khuẩn, nhưng trong thành phần cấu trúc của một số virus có một vài loại protein có hoạt tính enzyme. Phổ biến nhất là các polymerase như  ARN polymerase,  ADN polymerase,  ADN polymerase phụ thuộc  ARN (enzyme sao chép ngược)...

Virion

Hạt virus hoàn chỉnh có khả năng gây nhiễm trùng cho tế bào cảm thụ được gọi là virion. Tùy theo từng loài virus, virion có thể có capsid trần hoặc capsid có vỏ ngoài.

Pseudovirion

Hạt virus đã nhận vật liệu di truyền của tế bào chủ trong quá trình sao chép thay cho axit nucleic của virus được gọi là pseudovirion. Những hạt pseudovirion này khi quan sát dưới kính hiển vi điện tử chúng giống hệt các virion bình thường, nhưng chúng không có hoạt tính nhiễm trùng và không thể nhân lên được. Các hạt này có khả năng chuyển các gen của tế bào từ một  tế bào chủ này đến một tế bào chủ khác.

Viroid

Viroid là một tác nhân nhiễm trùng nhỏ bé gây bệnh ở thực vật và có thể ở một vài nhiễm trùng virus chậm của động vật. Tác nhân này chỉ có axit nucleic (phân tử  ARN dạng vòng kín, trọng lượng phân tử 70.000-120.000) không có lớp protein cấu trúc.