Bài giảng Vi sinh vật đại cương: Chương 2.2 - TS. Nguyễn Thị Tuyết Lê

Khái niệm

Chương II (tiếp)
Nhóm khơng có cấu tạo tế bào

Virus là nhóm vi sinh vật cực kỳ nhỏ bé, khơng
quan sát được bằng kính hiển vi quang học. Thành
phần hố học đơn giản, khơng có cấu tạo tế bào,
sống ký sinh nội bào bắt buộc.

2.3. Virus

1

Đặc điểm chung của virus:

2

Virus có khả năng tạo thành các tinh thể:

• Kích thước nhỏ bé: nanomet (nm=1/109m)
• Khơng có cấu tạo TB: Chỉ mang một loại acid nucleic (DNA hoặc
RNA) được bao bọc bằng 1 lớp protein
• Ký sinh nội bào bắt buộc: Khơng có hệ thống sinh tổng hợp protein,
khơng có khả năng trao đổi chất, khơng có enzyme hơ hấp và
enzyme chuyển hóa
• Khơng nhân lên trong mơi trường dinh dưỡng nhân tạo (TB tổ chức
sống…)
• Một số virus biến đổi màng của TB vật chủ tạo thành màng bao của
virus
• Phương thức vận chuyển duy nhất là khuyếch tán

• Khơng chịu tác động của kháng sinh ở mức độ TB

3

- Virion: hạt/tinh thể virus hoàn chỉnh (vỏ protein+lõi axit
nucleic)
Các dạng virus khơng hồn chỉnh:
- Viroid: ARN dạng vịng; khơng có vỏ bọc protein
- Virus thiếu hụt: khiếm khuyết một phần trong bộ gen. Chỉ có
thể nhân lên khi có mặt các hạt virus khác.
- Giả virus (pseudovirion): hạt virus đã nhận vật liệu di truyền
của tế bào chủ trong quá trình sao chép thay cho axit nucleic
của virus
 Prion:
+ Sialoglycoprotein mạch đơn (PrP 27-30), khơng có axit nucleic
+ “slow viruses” – nhân lên không cần vật chất TT di truyền.
+ Gây bệnh ở động vật như Kuru, Creutzfeldt-Jakob, Scrapie,
mad cow…
4

Hình thái của virus

2.3.1. Hình thái, kích thước của virus
a. Hình thái của virus
• Dạng hình cầu: đa số các virus gây bệnh cho người và
động vật thuộc dạng này (virus cúm, virus quai bị…)
• Dạng hình que: gồm hầu hết các virus gây bệnh cho
thực vật như virus đốm lá thuốc lá, virus đốm khoai
tây.
• Dạng hình khối: gồm các virus có nhiều góc cạnh, có

cấu tạo phức tạp như virus đậu mùa, virus khối u ở
người và động vật, virus đường hơ hấp.
• hình nịng nọc: gồm 2 phần, phần đầu có dạng hình
khối 6 cạnh, phần sau là đi có dạng hình que như
virus của vi khuẩn - thực khuẩn thể (phage).
5

Dạng hình que

Dạng hình khối

Dạng hình cầu

6
Dạng hình nịng nọc

1


b. Kích thước của virus
• Rất nhỏ
• Kích thước được
xác định dưới KHV
điện tử (nm)

7

2.3.2. Cấu tạo của virus

8

a. Cấu trúc lớp vỏ protein (capsid)

 Cấu tạo chung (Virus trần):
gồm có 2 phần
- Lõi: axit nucleic (DNA hoặc
RNA)
- Vỏ protein (Capsid) bao bọc
phần lõi a. nucleic
VD:
andeno
virus,
parvovirus…
 Cấu tạo khác (Virus có vỏ):
• Ngồi 2 thành phần trên, một
số virus có thêm lớp vỏ ngồi
(envelope)
• VD: virus cúm, đậu mùa

• Vỏ capsid được hình thành từ hàng chục, hàng trăm đơn vị
hình thái (capsome) được sắp xếp đều đặn, trật tự và đối
xứng nhau (qua trục tưởng tượng chính giữa của virus).

9

Cấu trúc xoắn ở virus đốm thuốc lá (Tobaco mosaic virus )

• Chức năng:
- Quyết định hình thái của virus
- Bảo vệ nucleic acid của virus khỏi tác động của các

enzyme
- Các vị trí đặc biệt trên lớp vỏ cho phép các virion gắn
vào tế bào chủ
- Cung cấp các protein  tạo điều kiện để virion thâm
nhập qua màng tế bào chủ.

10

Cấu trúc khối (polyhedral virus)
• Cách sắp xếp chặt chẽ của các capsome tạo nên các mặt
tam giác đều và có sự đối xứng nhau qua mặt cắt của khối
đa diện theo một quy luật nhất định giữa các capxom

virus đốm thuốc lá có vỏ hình ống
gồm 162 vịng xoắn, mỗi vịng xoắn có
16 capxom

Quan sát dưới KHV  có dạng hình
que
11

Quan sát dưới KHV:

hình khối

hình cầu
12

2

Cấu trúc phức tạp
(Thực khuẩn thể)

b. Nhân/lõi (axit nucleic)
• Nằm ở giữa hạt virus tạo thành lõi hay bộ gene của virus:

• Cấu trúc vỏ dạng con nịng
nọc:

 có thể là DNA mạch kép (double-stand DNA: dsDNA) hay
DNA mạch đơn (single-stand DNA: ssDNA)

- Đầu: có dạng lăng trụ 6 cạnh,
lõi ADN nằm cuộn lại bên
trong.

 RNA mạch kép (dsRNA) hay RNA mạch đơn (ssRNA).
 Không bao giờ mang cả DNA và RNA
•

- Đi: được cấu tạo bởi các
capsome có khả năng đàn hồi.
Bên trong bao đuôi là trụ và
trong trụ là ống dẫn.
-Đĩa gốc 6 cạnh: có 6 gai và 6
lông đuôi cảm nhận và bám vào
bề mặt TB vi khuẩn

DNA hoặc RNA virus có dạng thẳng hay dạng vịng.

• Virus có thể có từ vài gene đến vài trăm gene.
• Chức năng:
-

Mang mật mã di truyền đặc trưng cho từng virus;

-

Quyết định khả năng gây bệnh trong tế bào cảm thụ;

-

Mang tính kháng nguyên đặc hiệu cho từng virus

13

c. Cấu tạo khác- Lớp vỏ ngồi

14

Ví dụ: Cấu trúc vỏ ngồi của virus cúm

• Lớp vỏ lipoprotein bao bọc bên ngoài vỏ capsid (hai lớp
lipid xen kẽ với các phân tử protein)
Lớp màng “lai tạo”: Các phân tử lipid được lấy từ màng
NSC của tế bào chủ
• Lipid: phospholipid và glycolipid  ổn định cấu trúc của
virus
• Protein vỏ thường là glycoprotein nằm xuyên qua màng,

có phần lớn nằm bên ngoài màng tạo thành các "gai
protein" (spike)  là thành phần kháng nguyên chính của

Các “gai” glycoprotein – yếu
tố độc lực của virus cúm:
 Neuraminidase (NA): NA
19
 Giúp virus giải phóng ra
khỏi TB
•

Hemagglutinin (HA): gây
ngưng kết hồng cầu; có ít
nhất 18 loại HA khác
nhau

 Giúp virus xâm nhập: gắn
với các chuỗi polysaccharide
trên bề mặt TB vật chủ

lớp vỏ virus.
15

16

2.3.3. Đặc điểm sinh sản của virus

Giai đoạn 1.Hấp phụ lên bề mặt tế bào (adsoption)

• Sự nhân lên của virus, gồm 5 giai đoạn:

• Trên bề mặt tế bào và hạt virus có những điểm thụ thể
(Receptor) tương ứng với nhau  sẽ có sự hấp phụ của virus
lên bề mặt tế bào dưới sự tác động của lực hút điện động giữa
chúng.
• Thụ thể có tính đặc hiệu cao vì vậy mỗi loại virus chỉ có thể hấp
phụ và gây nhiễm cho một loại tế bào nhất định.

Giai đoạn.2. Giai đoạn xâm nhập của virus vào tế bào

17

Virus xâm nhập vào bên trong tế bào theo cơ chế sau
- Thực bào
- Tiết enzyme đục thủng một lỗ trên màng TB
Tế bào chủ tiết ra men phân huỷ protein của vỏ làm cho axit
nucleic của virus được giải phóng - hiện tượng này được gọi là sự
lột vỏ hay cởi áo của virus. Sự cởi áo diễn ra trong không bào
18
tiêu hoá, trong tế bào chất hay trong nhân.

3


Giai đoạn 3. Giai đoạn tổng hợp các thành phần của
virus

c. Bước tổng hợp thành phần virus (lõi và vỏ)
- Sự tổng hợp axit nucleic

a) Bước tổng hợp mARN - bước sao chép thơng tin:
• Sự tổng hợp mARN theo khuôn mẫu axit nucleic (ADN,
ARN) - bản thiết kế của virus.
• mARN sẽ thực hiện nhiệm vụ làm khn mẫu cho tổng hợp
các axit nucleic mới và điều khiển quá trình tổng hợp
protein.

• ARN của các virus đều được tổng hợp ở ngun sinh chất
tế bào chủ.
• ADN (trừ nhóm Poxvirus) được tổng hợp ở nhân tế bào
chủ.

b) Bước tổng hợp protein sớm

- Sự tổng hợp protein cấu trúc - protein muộn

• mARN chuyển thơng tin di truyền của virus đến
polyriboxom của TB để tiến hành tổng hợp các protein sớm:
- Protein ức chế: đình chỉ các hoạt động của tế bào chủ.
- Protein hoạt hoá: là các enzyme ADN- polymerase hoặc
ARN - polymerase  xúc tiến quá trình tổng hợp ADN hoặc
ARN.

• Q trình tổng hợp protein cấu trúc thường xảy ra sau khi
tổng hợp axit nucleic. Quá trình được thực hiện nhờ
mARN và sARN, xảy ra trong tế bào chất của TB.
• Các protein muộn khơng chỉ là cấu trúc cần cho sự tổng
hợp virion mà cịn có các enzyme cần cho q trình chín và
các enzyme dùng giải phóng virus ra khỏi tế bào chủ.

19

Giai đoạn 4. Giai đoạn lắp ráp
• Virus trần: các phần tử protein kết hợp với nhau để tạo thành
một vòng cung protein capsid và axit nucleic được nhồi vào
trong vòng cung này rồi khép kín lại.

20

2.3.4. Sự sinh sản
của Bacteriophage

• Với virus có vỏ: lắp ráp axit nucleic với vỏ capsid như trên,
cịn vỏ ngồi của virus chỉ được khốc bọc lại khi virus chui
qua màng tế bào.

Giai đoạn 5. Giai đoạn giải phóng
-Cơ chế nổ tung: Virus tiết enzyme  phá hủy màng TB virus
ồ ạt chui ra  TB chủ bị tan rã hoàn toàn.
-Cơ chế từ từ: Virus tiết enzyme  chọc thủng một lỗ trên màng
tế bào  chui ra từ từ. TB vẫn tồn tại trong một thời gian.
- Cơ chế bắc cầu: một số virus (Herpes, đậu) có thể truyền từ TB
bị nhiễm sang TB lành thơng qua cầu nối ngun sinh chất được
hình thành giữa các tế bào.
21

Đọc thêm: Cơ chế tác động của các thuốc kháng virus
- Amantadine: Tác dụng ở giai đoạn 1, tức là ức chế sự hòa nhập virus
vào bên trong tế bào ký chủ.
- Ribavirin: Tác dụng ở giai đoạn 2, tức là ức chế virus (đặc biệt virus

cúm) tổng hợp RNA của nó, từ đó ức chế sự sao chép của virus bên
trong tế bào. Cũng thuộc loại này, Acyleovir ức chế sự tổng hợp
DNA của virus Herpes.
- Zidovudine (Retrovir, còn gọi tắt AZT): Ðây là thuốc trị HIV. Cơ chế
của thuốc là ức chế sự phiên mã ngược RNA thành DNA của HIV
làm cho HIV ngưng phát triển, khơng sinh sản được. Cũng thuộc
loại này cịn có Didanosine, Zalcitabine, Lamivudine...
- Oseltamivir (Tamiflu): Thuốc có tác dụng ở giai đoạn cuối, tức là
ngăn không cho virus cúm sao chép trưởng thành và phóng thích ra
khỏi tế bào bằng cách ức chế men neuraminidase (chính là kháng
nguyên N của lớp vỏ virus cúm).
23

22

• Thuốc ức chế protease: Indinavir, Ritonavir, Saquinavir,
Nelfinavir (điều trị HIV). Cơ chế tác động: làm cho men phân
giải đạm của HIV không hoạt động được  không nhân lên!
• Gamma globulin và Interferon: Gamma globulin ngăn virus
xâm nhập vào TB vì có chứa kháng thể chống lại kháng
nguyên bề mặt nằm trên lớp vỏ của virus. Còn Interferon
kháng virus bằng cách ngăn cản virus tổng hợp protein, RNA
hoặc DNA của nó trong TB.
Sự kháng thuốc: Thay đổi hình dạng để kháng thuốc
- virus (cúm A) khơng có cơ chế chỉnh sửa các sai sót trong
q trình sao chép dẫn đến sự biến đổi cấu trúc gen ở những
virus mới  xuất hiện các phân type virus mới với những
kháng ngun mới
- Virus cúm cịn có thể trao đổi, trộn lẫn chất liệu gen để
chuyển từ loài này sang lồi khác và sản sinh ra virus lai chính là một phân type virus mới. Do đó có thể vào lúc này,

virus là "đích tác dụng" của một số thuốc kháng virus, nhưng
vào lúc khác, nó lại thay đổi và khơng cịn là "đích tác dụng"
của các thuốc đó nữa.
24

4


2.3.5. Nuôi cấy virus

b. Nuôi cấy trên phôi đang phát triển

a. Ni cấy trên động vật cảm thụ

• Được sử dụng rộng rãi do đa số virus có thể phát triển được trên
phơi động vật, trong đó phơi gà được sử dụng rộng rãi. Phương
pháp nuôi cấy này đơn giản thuận lợi, kinh tế, cho kết quả nhanh
và có thể thu được một lượng virus lớn trong thời gian ngắn

• Ứng dụng trong: Phân lập virus; Nghiên cứu đặc tính sinh học
của virus; Cơ chế gây bệnh trên cơ thể/các tổ chức riêng biệt;
Chế tạo vacxin (dại, viêm não).
• Loại động vật: Chọn động vật cảm thụ thích ứng với từng loại
virus như dùng gà giò cho virut newcastle, chuột nhắt trắng
cho virus viêm não, sóc cho virus cúm, lợn choai cho virus dịch
tả lợn...
• Vị trí gây nhiễm: chọn dựa vào tính chất gây bệnh của từng
loại virus và mục đích nghiên cứu như nhỏ mũi/tiêm vào khí
quản (virus đường hô hấp); tiêm vào não (virus hướng thần
kinh: dại, viêm não); vạch trên da (virus hướng thượng bì như

virus đậu); tiêm vào xoang bụng với virus hướng phủ tạng
Nhược điểm: Nuôi cấy là phức tạp tốn kém, dễ gây lây lan
bệnh; Vấn đề “súc quyền”

• Ni cấy trên phơi gà: Tùy thuộc vào loại virus mà chọn tuổi phơi
thích hợp và lựa chọn đường tiêm vào các tổ chức khác nhau của
phơi
• Sau khi tiêm dùng
parafin vơ trùng gắn lỗ
tiêm  tiếp tục ấp ở
36oC/ 2-3 ngày  theo
dõi sự biến đổi đại thể
của tổ chức phôi để
đánh giá sự phát triển
của virus.

25

26

c. Nuôi cấy trên môi trường tế bào tổ chức

Ni cấy virus trên phơi gà

• Ni cấy tế bào mô của người và động vật trên các môi trường dinh
dưỡng tự nhiên gồm huyết thanh động vật, nước ép nhau thai, chất
đệm.. hay môi trường tổng hợp gồm axit amin, hydratcacbon, lipit,
muối khống có thêm huyết thanh
1.Soi trưng  đánh dấu,
đục lỗ

2. Tiêm trứng, gắn
Paraffin  nuôi cấy

• Cấy virus vào tế bào  Virus sinh trưởng tăng số lượng và làm thối
hóa TB: gây những biến đổi đặc trưng ở tế bào - CPE (Cytopathic
Effect) (Suchman et al., 2007):
 Dung giải tế bào (lysis cells)

3. Thu hoạch phôi  đánh giá

Đánh giá biến đổi đại thể của tổ chức phôi

27 niệu
Nuôi cấy virus cúm A trên phôi gà 10 ngày tuổi và thu dịch túi

 Tế bào nhiễm virus trương to và dính lại với nhau như chum nho
(swelling and clumping)
 Thối hóa điểm (foamy degeneration): dạng bọt khí do hình thành
khơng bào trong ngun sinh chất
 Hình thành thể hợp bào (syncytia) với những tế bào đa nhân lớn
 Xuất hiện các thể vùi (inclusion bodies)
28

2.3.6. Hiện tượng cản nhiễm và Interferon
a. Hiện tượng cản nhiễm (interference)
• Khái niệm: Sự xâm nhiễm của một số loại virus vào tế bào
trước đã ngăn cản sự nhân lên của virus xâm nhiễm vào tế
bào tiếp theo đó.

29

• Có thể phân biệt các hiện tượng cản nhiễm khác nhau:
- Hiện tượng cản nhiễm đồng loại: hai virus cùng loại cản nhau.
- Hiện tượng cản nhiễm dị loại: Hai virus khác loại cản nhau
- Hiện tượng tự cản nhiễm: Do một loại virus trong quá trình
nhân lên đã ngăn cản lại các con cháu của chính nó xâm nhiễm
vào các tế bào khác.
• Ưng dụng hiện tượng cản nhiễm như một kỹ thuật gây miễn
dịch, đó là sử dụng các virus độc lực yếu để ngăn ngừa sự cảm
nhiễm sau này đối với virus có độc lực mạnh hơn.
30

5


b. Interferon

2.3.7. Sự đề kháng của virus

 Là protein được hình
thành khi TB bị nhiễm
virus hay nguồn thơng tin
lạ đối với tế bào (vi
khuẩn, độc tố nấm
mốc…)
 Khơng có tác dụng bảo
vệ tế bào đã sinh ra
interferon mà chỉ bảo vệ
các tế bào bên cạnh.

 Interferon có tác dụng
đặc hiệu về loại TB cần
bảo vệ

a. Nhiệt độ
Virus ưa nhiệt độ thấp, chịu nhiệt độ cao kém: Đa số
virus bất hoạt ở 55-60oC trong 5-30 phút, một số ít có thể chịu
được ở nhiệt độ 65-80oC/ 30 phút
b. Các tia bức xạ và âm thanh
Các tia bức xạ như tia tử ngoại, tia rơn-ghen, tia , tia 

•

đều làm bất hoạt nhanh chóng tất cả các virus.
•

Sóng âm thanh cao tần có khả năng làm tan virut thành
từng mảnh.

31

Đề cương ơn tập chương II.

c. Độ pH
•

Đa số virus chỉ chịu được độ pH từ 5 đến 9, do đó ở độ pH ngoài phạm vi
này đều làm bất hoạt virus do vỏ capxit của chúng bị phá huỷ làm cho nhân
axit nucleic cũng bị biến đổi mất hoạt tính.

d. Yếu tố hố học
•

32

Các hố chất đều làm bất hoạt các virus: chất oxy hoá, các chất sát trùng
như chất kiềm, phenon, chất chứa clo hay i-ốt... do tác dụng làm đông vón
hoặc biến tính vỏ capsid và nhân axit nucleic của virus

e. Yếu tố sinh học
•

Các men tripsine, pepsine, proteinase có tác dụng giải protein do vậy cũng
làm giảm hoặc mất hoạt tính của virus

•

Hầu hết các chất kháng sinh có nguồn gốc sinh vật, chúng hầu như khơng
có tác dụng đối với virus

•

Virus ni cấy trên động vật cảm thụ, độc lực của virus được tăng cường.
Virus nuôi cấy trên động vật ít cảm thụ qua nhiều đời thì độc lực của virus
giảm đi và được sử dụng để sản xuất vaccine nhược độc.
33

•
•
•

•
•
•

Các dạng hình thái của virus
Cấu trúc vỏ capsid, vỏ ngoài của virus
Các đặc điểm chung của virus
Quá trình nhân lên của virus trong TB vật chủ
Interferon, Cản nhiễm: Khái niệm, đặc điểm, vai trò
Các phương thức nuôi cấy virus: đặc điểm chung

34

See
you
next
week!

35

6