tiểu luận virus học

tiểu luận virus học

Trường Đại học Nông nghiệp Hà nội

Khoa Công nghệ Sinh học

TIỂU LUẬN

Virus học

I Virus người

Virus HIV type 1

1 Tên virus

Human immunodeficiency virus 1

2 Hình thái, phân loại:

Thuộc nhóm reverse transcribing virus, họ Retroviridae, phân họ Orthoretroviridae, chi

Lentivirus

Virus có hình cầu có màng bao bọc có đường kính khoảng 80 – 100 nm Viral trưởng thành có lớp vỏ capsid gồm 1572 protein capsid

3 Bệnh, tầm quan trọng và phân bố

Virus tấn công chủ yếu vào các tế bào bạch cầu T ở người, phá huỷ các tế bào này và gây suy giảm hệ miễn dịch của cơ thể, từ đó khiến cho người bệnh dễ dàng nhiễm các bệnh cơ hội khác

Và bệnh do virus này được gọi là hội trứng suy giảm miễn dịch mắc phải (AIDS)

Bên cạnh tế bào bạch cầu T, virus còn tấn công vào các đại thực bào, và các tế bào đuôi gai… Phân bố: virus HIV đang đe doạ nghiêm trọng tại khu vực châu Phi, Nam Á, với tỉ lệ mắc cao

4 Tổ chức bộ gene, sản phầm gene và vai trò

Genome của virus gồm 2 sợi RNA sợi đơn dương liên kết chặt với nucleocapsid protein, dài khoảng 9,75kb với đầu 5’ gắn mũ cap và đuôi poly A ở đầu 3’ 2 đầu của sợi RNA chứa vùng LTR có chiều dài khoảng 600 nucleotide 2 vùng này chứa các vùng U3, U5, và vùng R Đầu 5’ LTR chứa vị trí liên kết của primer (PBS) và đầu 3’ LTR chứa vùng giàu purin

Genome virus chứa 9 gene bao gồm các gene gag, pol, env, tat, rev, nef, vif, vpr, vpu Trong đó các gene cấu trúc là các gene gag, sau khi được dịch mã chia thành các protein matrix, protein capsid, nucleocapsid protein, gene pol được chia thành các protein reverse transcriptase, protein integrase, gene env mã hoá cho glycoprotein gp160, sau đó được chia thành gp 120 và gp 41 đóng vai trò các điểm nhận biết thụ thể Các gene còn lại đóng vai trò protein phi cấu trúc đóng vai trò trong quá trình tái sinh của virus trong kí chủ

5 Phương thức tái sinh:

Virus tấn công và xâm nhập vào các tế bào có thụ thể CD4, sau đó tiến hành dung hợp với màng của tế bào để đưa genome virus vào trong Sau đó virus tiến hành quá trình phân giải nội bào và cởi áo ssRNA + xâm nhập vào tế bào, sau đó nhờ enzyme phiên mã ngược tạo thành dsDNA và được cài ngẫu nhiên vào genome vật chủ bằng protein integrase dsDNA virus tiến hành quá trình phiên mã và dịch mã tạo ra ssRNA virus và các protein virus khác Từ đó tiến hàng quá trình lắp ráp vỏ protein virus và genome virus Virus tiến hành quá trình nảy chồi phá vỡ màng tế bào kí chủ và mang theo 1 phần màng của tế bào kí chủ

6 Phương thức lan truyền

Qua 3 đường chính là: truyền máu, quan hệ tình dục không an toàn và từ mẹ sang con

II Virus động vật

Virus Nebovirus

1 Tên virus

Nebovirus

2 Hình thái phân loại

Hình cầu đa diện, không có màng bao bọc, với T = 3 có 180 đơn vị capsid ở vỏ còn T=1 có 60 đơn vị capsid

Phân loại thuộc nhóm 4 ssRNA sợi dương mạch đơn, họ caliciviriae, chi nebo

3 Bệnh, tầm quan trọng của bệnh

Gây hoại tử gan dẫn đến xuất huyết và tử vong, bệnh có mặt ở khắp thế giới, kí chủ là loài bò

4 Tổ chức bộ gene

Gồm 1 sợi RNA + kích thước từ 7,3 – 8,3 kb, đầu chứa mũ VPg, chức năng giống Cap 7

Methylguanine, đuôi có gắn chuỗi poly A

5 Phương thức tái sinh

Virus tấn công và xâm nhập vào tế bào chủ, tiến hành quá trình cởi áo và genome virus xâm nhập vào tế bào chất Mũ VPg tách khỏi genome virus, sau đó virus tiến hành dịch mã thành ORF1 polyprotein, sau đó được xử lý để tạo ra các protein cấu trúc và phi cấu trúc Sợi RNA - bổ sung với RNA virus được tổng hợp = enzyme RdRp, từ đó làm khuôn để tổng hợp genome virus đồng thời tổng hợp 1 gene phụ của virus mã hoá cho protein VP60 Virus tiến hành đóng gói, và thoát ra khỏi tế bào

6 Các sản phẩm của gene và vai trò

RdRP: mã hoá enzyme RNA depend RNA polymerase

NTPase: mã hoá cho enzyme phân giải NTP

3CLpro: mã hoá cho enzyme 3C like protease cắt chuỗi poly protein

VPg: mã hoá cho mũ VPg

VP60: mã hoá cho 1 protein cấu trúc của virus

P23, p29: các protein có khối lượng 23, 29 kdalton chưa rõ chức năng

7 Phương thức lan truyền

III Virus hại vi khuẩn

- Tên virus : Enterobacteria phage MS2

- Phân bố: rộng khắp thế giới.

- Hình thái : Không có màng bao bọc, hình cầu,

- đường kính 26nm với dạng khối đa điện đối xứng (T=3)

- gồm 180 CP proteins và 1 protein A đơn

- Bộ gen: ssRNA(+), mạch thằng, 4 kb, mã hóa cho 4 protein Đầu 5’ có gắn mũ cap.

- Vị trí phân loại: Genus: Levivirus, Family: eviviridae.

- Sự biểu hiện của gen: Protein CP ngăn sự tái sinh bằng cách liên kết với cấu trúc kẹp tóc

RNA tại vị trí mở đầu của gen này

RNA-directed RNA polymerase beta chain 545 bp

- Chiến lược dịch mã và sự tái sinh của virus:

1 Sự hút của lông giới tính F trên TBVK mục tiêu cùng với protein A của virus Mà Protein

A liên kết đồng hóa trị với đầu 5’ của RNA virus, nên RNA virus và Protein A xâm nhập vào TBVK, mà vỏ capsid ở bên ngoài lông giới tính (bên ngoài TBVK)

2 RNA sau khi vào TBVK, dịch mã ngay tạo protein

3 Các thành phần của virus lắp ráp trong TB kí chủ (protein ribosome s1, yếu tố kéo dài dịch

mã EF-Tu và È-Ts) tạo dạng RNA polymerase hoạt động

4 Sự tái bản RNA genome được thông qua sợi RNA (-), làm khuôn để tổng hợp lại sợi RNA (+) của genome virus

5 Sau khi protein CP liên kết với cấu trúc kẹp tóc RNA trên genome, virion sẽ được lắp ráp trong TBC

6 TB phân giải giải phóng neo-synthesized virions

IV Virus hại thực vật nhóm DNA sợi đơn.

- Tên virus : Tomato pseudo-curly top virus (TPCTV)

- Hình thái : Không có màng bao bọc, dài 38nm, đường kính 22nm (MSV), khối đa diện

hình chùy – geminate – song sinh, (T=1), chứa 22 pentamer, tạo bởi 110 protein CP Mỗi phần virion chỉ chứa 1 pt ssDNA đơn, dạng vòng

- Vị trí phân loại: Genus : Topocuvirus

Family : Geminiviridae

- Bệnh: sưng mạch dẫn, làm xoăn

và biến dạng lá trên thực vật 2 lá mầm

- Bộ gen: 1pt ssDNA(+), dạng vòng, 2.86 kb Đầu 3’ không chứa đuôi polyA Có vùng mã

hóa cho virion (ssDNA (+) và sợi bổ sung là ssDNA (-) Bộ gen được tái bản qua trung gian là sợi kép DNA Protein Rep virus khởi động và kết thúc cơ chế tái bản vòng lăn, nhờ DNA polymerase của TB kí chủ Có cấu trúc stem-loop tiềm năng ở vùng giữa gen mà chứa trình tự nonanucleotide bảo thủ (TAATATTAC), nơi mà sự tổng hợp của ssDNA được khởi động

- Sự biểu hiện của gen: Sự phiên mã xảy ra theo 2 chiều của vùng CR – common region,

tương tự như vùng không mã hóa của Topocu – và begomoviruses 6 proteins được tạo ra là:1 Trong sợi V: V2, CP 2 Trong sợi C: Rep, C2, C3 và C4

Protein C4 – khởi động sự phân chia tế ào, gây biểu

hiện triệu chứng

- Chiến lược dịch mã và sự tái sinh của virus:

1 Virus xâm nhập vào TB kí chủ

2 Cởi vỏ và giải phóng ssDNA genome đi vào nhân

3 ssDNA được chuyển thành dạng dsDNA nhờ các yếu tố cụ thể của TB

4 Sự phiên mã 2 chiều nhờ promoter IR tạo mRNAs virus và dịch mã ra Protein

5 Sự tái bản được khởi động nhờ sự cắt sợi ssDNA (+) bởi Rep, và tìm thấy theo cơ chế vòng lăn

6 Những cách tổng hợp ssDNA mới:

a) chuyển thành dạng dsDNA và làm khuôn cho phiên mã và tái bản

b) đươc bao bọc bởi CP và định dạng trong virion giải phóng khỏi TB nhờ hình thức nảy chồi c) được chuyển ra khỏi nhân, di chuyển sang tế bào bên cạnh nhờ sợi liên bào (di chuyển cell – to

- cell) cùng với sự giúp đỡ của protein MP

- Phương thức lan truyền : truyền qua rầy than theo kiểu bền vững tuần hoàn.

V Virus thực vật nhóm DNA sợi kép.

- Tên virus : Heterosigma akashiwo virus 01 (HaV-01)

- Vị trí phân loại : Genus: Raphidovirus

Family: Phycodnaviridae

- Hình thái: Có màng bao bọc xung quanh vỏ capsid, hình khối đa diện đối xứng (T=169)

, đường kính 100-220 nm Là khối protein dày đặc với sự đối xứng qua 5 đỉnh

- Phân bố: rộng khắp thế giới.

- Bộ gen: dsDNA mạch thẳng trao đổi chéo với đầu kẹp tóc của cấu trúc hairpin, 295 kb.

Hypothetical major capsid protein C127MCP 440 bp

- Chiến lược dịch mã và Sự tái bản:

1 Virus tương tác với thụ thể TB, giải phóng genome vào TB

2 Sự chuyển DNA vào nhân?

3 TH các protein sớm

4 Tái bản DNA genome

5 TH protein muộn, lắp ráp pt virion mới trong TBC

6 Virion nảy chồi và giải phóng ra khoảng gian bào

- Phương pháp lan truyền: di chuyển và xâm nhập thụ động nhờ nước.

VI Virus RNA sợi dương hai thực vật

1 Virus Torradovirus

1.1 Tên virus

Torradovirus

1.2 Hình thái, phân loại

Hình khối đa diện, không có màng bao bọc, có T =3

Thuộc bộ piconavirales, họ secoviridae, chi torradovirus

1.3 Bệnh, tầm quan trọng

Gây vết bệnh chết hoại trên lá và quả cà chua, vector là ruồi trắng

1.4 Tổ chức bộ gene

Bộ gene phân mảnh, gồm 2 sợi RNA dương, một sợi có kích thước 7,8 kb, sợi còn lại có kích thước 5,4 kb Mỗi sợi có 1 đầu VPg ở đầu 5’ và đuôi poly A ở đầu 3’

1.5 Phương thức tái sinh

Virus xâm nhập vào tế bào, tiến hành cởi áo và giải phóng bộ gene vào tế bào chất Virus tiến hành biểu hiện các gene ở ORF1, thúc đẩy sự sao chép các RNA trong tế bào chất RNA sợi - đối bản của virus được tổng hợp làm khuôn để tổng hợp genome virus Sau đó virus tiến hành đóng gói và phát tán ra ngoài

1.6 Các sản phẩm của gene, vai trò

VPg: mã hoá cho mũ VPg

Pol: mã hoá cho các enzyme thúc đẩy sự sao chép của genome virus

CP1, CP2, CP3: mã hoá cho các protein capsid của virus

1.7 Phương thức lan truyền

Qua ruồi trắng

2 Virus potexvirus

2.1 Tên gọi

Potexvirus

2.2 Hình thái phân loại

Không có màng bao bọc, hình sợi ngoằn ngoèo, dài từ 470- 1000nm đường kính 12-13 nm Thuộc họ alphafelixviridae, chi potexvirus

2.3 Bệnh, tầm quan trọng

Gây bệnh khảm và các triệu chứng đốm vòng trên cây khoai tây, xảy ra khắp thế giới

2.4 Tổ chức bộ gene

Gồm 1 sợi RNA + kích thước 5,9 – 7 kb đầu 5’ gắn cap, còn đầu 3’ gắn đuôi poly A, mã hoá cho

5 protein

2.5 Phương thức tái sinh

Virus tấn công vào các tế bào chủ, tiến hành cởi áo để giải phóng genome virus vào tế bào chất Genome virus được coi như mRNA tiến hành dịch mã tạo ra sản phẩm là enzyme RdRP Enzyme RdRP tổng hợp sợi đối bản với genome virus, từ đó làm khuôn để tổng hợp genome virus mới Virus tiến hành lắp rap tạo hat virion hoàn chỉnh và giải phóng khỏi tế bào chủ, tấn công tế bào khác Trong quá trình sao chép, virus tạo ra các gene phụ để tổng hợp CP, và các protein TGB 1,

2, 3

2.6 Các sản phẩm gene, vai trò

RdRP: mã hoá enzyme RdRP của virus

TGB1, 2, 3 mã hoá cho các protein phi cấu trúc của virus

CP mã hoá cho protein capsid của virus

2.7 Phương thức lan truyền

Côn trùng

3 Cucumovirus

3.1 Tên virus

Cucumovirus

3.2 Hình thái phân loại

Không có màng bao bọc, hình khối đa diện đều, t=3, đường kính 29 nm, gồm 180 protein vỏ, gồm 12 pentamer và 20 hexamer

Thuộc họ bromoviridae, chi cucumovirus

3.3 Bệnh, vai trò

Gây bệnh trên lạc và cà chua

3.4 Tổ chức bộ gene

Phân mảnh, gồm 3 mảnh khác nhau, mảnh 1 có kích thước 3,4 kb, mảnh 2 có kích thước 3,1 kb, mảnh 3 có kích thước 2,2 kb Đầu 5’ của mỗi mảnh đều có gắn mũ còn đầu 3’ OH giống tRNA 3.5 Phương thức tái sinh

Virus tấn công và gắn vào thụ thể của tế bào chủ, tiến hành xâm nhập và cơi áo virus, xâm nhập

bộ gene vào tế bào chất Virus dịch mã 2 ORF 1a và 2a thúc đẩy sự sao chép của RNA virus Virus tiến hành sao chép bằng cách tổng hợp RNA sợi - đối bản với genome virus từ đó làm khuôn để tổng hợp genome virus Trong quá trình này virus tổng hợp 1 gen phụ gọi là sgRNA 4

để tổng hợp ra vỏ protein capsid Virus tiến hành lắp ráp và sau đó giải phóng ra ngoài bằng cách phân giải tế bào

3.6 Các sản phẩm của gene

CP: mã hoá vỏ protein capsid

3.7 Phương thức lan truyền

Côn trùng

VII.Virus thực vật nhóm RNA sợi đơn cực âm

- Tên virus : Citrus psorosis virus (CPsV)

- Vị trí phân loại: Genus: Ophiovirus

Family: Ophioviridae

- Phân bố: rộng khắp thế giới.

- Hình thái: Mức độ uốn lượn cao Có 2 sợi dài (300-500 và 1500-2500nm) 1 sợi có đường

kính 10nm Có nuleocapsid gần giống dạng sợi kép, dạng sợi mở vòng có nucleocapsids trần, đường kính khoảng 3-4 nm Sợi Top có chiều dài đường viền 600-1000 nm Sợi bottom có chiều dài đường viền gấp 4 lần sợi Top

- Bộ gen: 3- 4 phân tử ssRNA (-), mạch thẳng, phân tử RNA lớn nhất khoảng 7.5-8.0 kb,

các phân tử RNA còn lại có kích thước khoảng 1.4-1.8kb Mã hóa trên 7 protein Hầu như tất cả các proteins đều được mã hóa từ sợi (-)

- Sự biểu hiện của gen: RdRp (L) liên kết với 1 promoter trên mỗi phân đoạn, phiên mã tạo

mRNA Chiến lược dịch mã chuyển khung có thể xảy ra ở mRNA của RNA-4

o RNA1 (8.2 kb) mã hóa cho large polymerase (280 kDa) và protein nhỏ hơn- 24 kDa,

đều trên sợi (-)

o RNA2 (1.6 kb) mã hóa cho 54 kDa protein chưa biết rõ chức năng

o RNA3 (1.5 kb) mã hóa cho coat protein (49 kDa)

o RNA4 (if present): chưa biết rõ trình tự

- Phương thức lan truyền : qua không khí.

VIII Virus thực vật nhóm RNA sợi kép

- Tên virus : Rice ragged stunt virus (RRSV)

- Vị trí phân loại: Genus: Oryzavirus,

Family: Reoviridae

- Hình thái: Không có màng bọc, virion hình khối đa diện đối xứng với cấu trúc capsid kép,

đường kính 70nm Mỗi vị trí tháp pentamer liên kết tới tận cùng bên trong vỏ capsid Mỗi tháp được bao quanh bởi 5 trimer ngoại biên, mỗi trimer liên kết với 3 protein kẹp (clamp) Lớp bên trong cùng của vỏ capsid được che kín bởi 60 tấm trimer ngoại biên Bên ngoài vỏ capsid có cấu trúc khối đa diện đối xứng T=13, bên trong vỏ capsid có cấu trúc khối đa diện đối xứng T=2

- Bệnh: gây bệnh trên các cây họ lúa Triệu chứng: làm cây còi cọc, sưng mạch dẫn của lá và

làm chết lá, làm nhàu lá, làm cây không trổ được bông

- Bộ gen: dsRNA phân mảnh Chứa 10 phân đoạn, mã hóa cho 12 protein Các phân đoạn có

kich thước khoảng 1162 - 3849 bp Tổng kích thước genome: 26 kb Đầu 3’ không gắn đuôi polyA

mà cũng không gắn cấu trúc giống tRNA Tất cả các phân đoạn RNA đều có trình tự bảo thủ cao ở đầu 3’ và 5’ là 5' GAUAAA GUGC 3' Mỗi phân đoạn có từ 1 – 2 ORFs Protein vỏ cơ bản được mã hóa từ phân đoạn 8, còn RNA-dependent RNA polymerase từ phân đoạn 4

 Đoạn 1(3849nt) mã hóa cho protein gai vỏ (core), cũng có thể là B-spike protein-138 kDa

 Đoạn 2 (3808nt) mã hóa cho protein lỗ trong (inner core) - 133 kDa

 Đoạn 3 (3699nt) mã hóa cho major core capsid protein - 131 kDa

 Đoạn 4: (3823nt) mã hóa RNA-dependent RNA polymerase - 141 kDa và (lồng khung) protein - 37 kDa- chưa rõ chức năng

 Đoạn 5(2682 nt) mã hóa protein-91 kDa được kích hoạt bởi sự gắn mũ guanyltransferase

 Đoạn 6 (2157 nt) mã hóa protein - 66 kDa

 Đoạn 7 (1938 nt) mã hóa cho Protein phi cấu trúc 68 kDa

 Đoạn 8 (1914 nt) mã hóa cho protein -67 kDa, tự tách thành protease và major coat

protein

 Đoạn 9 (1132 nt) mã hóa cho 38 kDa spike protein – cần thiết cho sự lan truyền qua

vector

 Đoạn 10 (1162 nt) mã hóa cho protein phi cấu trúc- 32 kDa

Ngoài ra, còn có 1 số protein được biết đến:

P2 1192 bp

- Sự biểu hiện của gen: dsRNA không bao giờ có vỏ hoàn chỉnh, ngăn cản sự kích hoạt

trạng thái chống virus của TB với tín hiệu dsRNA Polymerase tổng hợp mũ cho mRNA từ mỗi phân đoạn dsRNA mRNA gắn mũ được chuyển vào trong TBC rồi dịch mã

- Chiến lược dịch mã và Sự tái bản:

1 Virus xâm nhập vào TBC

2 dsRNA phiên mã nhờ Pol virus tìm thấy bên trong virion, chứng tỏ dsRNA không bao giờ

ở dạng trần trong TBC Sợi phiên mã bổ sung được dung làm khuôn để dịch mã

3 RNAs (+) được bọc bởi vỏ capsid, bên trong chúng phiên mã tạo RNA (-) và kết cặp với nhau tạo dsRNA genome

4 Virion trưởng thành có thể được giải phóng sau khi TB chết và liên quan tới sự phân hủy màng TB

- Phương thức lan truyền: bền vững tái sinh Vector: rầy nâu.

 Tài liệu tham khảo : http://www.expasy.ch/viralzone/