VI SINH VẬT NÔNG NGHIỆP VIRUS

Trong tế bào chủ, các thành phần được tổng hợp một cách riêng rẽ và được lắp ráp bên trong tế bào thành dạng virut thành thục... Không có cấu tạo tế bào Thành phần hóa học đơn giản, gồm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM

KHOA NÔNG HỌC

BỘ MÔN SINH LÝ SINH HÓA

THUYẾT TRÌNH VI SINH VẬT NÔNG NGHIỆP

GVHD: ThS Phạm Thị Ngọc

VI RÚT

1

Nội dung

I Giới thiệu chung về vi rút

II Cấu tạo vi rút

III Hoạt động của vi rút

IV Điều kiện sống của vi rút

V Tác hại của vi rút

VI Ích lợi của vi rút

2

I/ Giới thiệu chung về vi rút

Vi rút là một thực thể vô bào có chứa một lượng tối thiểu protein và axit nucleic, chỉ có thể sao chép khi xâm nhập vào cơ thể sống chuyên biệt Chúng không có quá trình trao đổi chất nội tại, sự sao chép đưa vào việc điều khiển trao đổi chất tế bào nhờ

hệ gen vi rút Trong tế bào chủ, các thành phần được tổng hợp một cách riêng rẽ và được lắp ráp bên trong

tế bào thành dạng virut thành thục

Không có cấu tạo tế bào

Thành phần hóa học đơn giản, gồm protein và axit nucleic

Không có khả năng sinh sản trong môi

trường dinh dưỡng tổng hợp

Ký sinh nội bào bắt buộc

Một số vi rút động vật và thực vật có khả

năng tạo tinh thể 4

Lịch sử phát triển của vi rút

- Năm 1500 TCN, đã có bằng chứng về bệnh bại

liệt, khoảng thế kỉ 2-3 TCN, người Trung Quốc,

Ấn Độ mô tả về bệnh đậu mùa, lúc đó người ta chưa biết về bệnh này

- 1892 Ivanowsky phát hiện ra mầm bệnh nhỏ hơn

vi khuẩn (vi rút) gây ra bệnh khảm ở cây thuốc lá

- 1939 loài người lần đầu tiên nhìn thấy hình dạng

vi rút

- Vi rút đầu tiên được quan sát là vi rút khảm thuốc

lá

Phân loại của virut

- Dựa vào bản chất của acid nucleic có: đối xứng khối, xoắn hay hỗn hợp và có vò ngoài hay không

- Dựa vào đối tượng ký chủ có: Virut động vật và virut thực vật

- Dựa vào trọng lượng phân tử của acid nucleic có:

ký chủ chuyên biệt và mức độ độc

II/ Cấu tạo của vi rút

1 Kích thước vi rút

- Vi rút có kích thước vô cùng nhỏ bé, thông thường

người ta dùng đơn vị nm để đo kích thước của vi rút

- Kích thước vi rút nằm khoảng giữa tế bào sống

nhỏ nhất và phân tử hóa học lớn nhất

8

Megavirus chilensis, loài vi rút lớn nhất,

có đường kính thân lên đến 700nm,

2 Hình dạng vi rút

Vi rút có 4 hình dạng chính

- Dạng hình cầu (khối đa diện): kích thước trung bình

100 – 150 nm, ở các vi rút cúm, vi rút quay bị, vi rút bạch cầu

- Dạng hình que kích thước trung bình 200 – 300 nm,

ở vi rút đốm khoai tây

Vi rút ORSV, gây đốm vòng vàng lá trên hoa lan

12

- Dạng hình khối gồm những vi rút có hình nhiều cạnh, kích thước trung bình 30 – 350 nm, ở vi rút đậu mùa

Vi rút đậu mùa

- Dạng nòng nọc là đặc trưng của vi rút kí sinh trùng trong tế bào vi khuẩn được gọi là thực khuẩn thể (phage) có kích thước đầu khoảng 10 - 90 nm, dài khoảng 100 – 300 nm

Thực khuẩn thể gây hội chứng tôm chết sớm 14

3 Cấu trúc của vi rút

Vi rút được cấu tạo gồm hai thành phần chính: vỏ protein và axit nucleic

 Axit nucleic

- Axit nucleic là cơ sở lưu giữ, tái tạo mọi thông tin

di truyền, là yếu tố chính gây độc (gây bệnh) cho

kí chủ

- Mỗi loại vi rút chỉ có một loại axit nucleic là DNA

hoặc RNA, axit nucleic có thể là chuỗi đơn hoặc chuỗi kép, dạng sợi hay dạng vòng

Cấu trúc của vi rút

Cấu trúc axit nucleic của một số họ vi rút

- ADN, chuỗi đơn, dạng sợi

- ADN, chuỗi đơn, dạng vòng

- ADN, chuỗi kép, dạng sợi

- ADN, chuỗi kép, dạng vòng

- ARN, chuỗi đơn, dạng sợi

- ARN, chuỗi kép, dạng sợi

Nhìn chung, các vi rút gây bệnh cho người và động vật có dạng ADN hoặc ARN Vi rút gây bệnh thực vật thường có dạng ARN và các thực khuẩn thể thường

có dạng ADN

18

Cấu trúc của vi rút có AND chuỗi kép, dạng sợi

Cấu trúc của vi rút có ARD chuỗi đơn, dạng sợi

20

 Vỏ protein = capxit

- Vỏ protein là bộ phận bảo vệ vi rút, là nơi có các

điểm thụ thể để vi rút bám vào kí chủ

- Vỏ protein được cấu tạo từ các hình thái nhỏ hơn

gọi là capsomer, các capsomer có thể do một chuỗi polypeptit tạo thành hoặc có thể tạo thành từ các đơn phân monomer protein đồng nhất, mỗi đơn phân này cấu tạo từ nhiều chuỗi polypeptit

- Ở một số vi rút, bên ngoài capxit còn có màng bao

là lipid hoặc lipoprotein, đôi khi trên màng còn có các mấu gai bám đầy xung quanh

 Vi rút thường có cấu tạo đối xứng xoắn, đối xứng

khối hoặc đối xứng phức tạp

22

Thực khuẩn thể cấu trúc phức tạp

III/ Hoạt động của vi rút

1 Sự tái sản sinh thực khuẩn thể

Gồm 5 giai đoạn:

- Phage hấp thụ lên bề mặt vi khuẩn

- Xâm nhập vào bên trong vi khuẩn

- Tổng hợp các thành phần của phage

- Lắp ráp

- Giải phóng phage qua bên ngoài

của vi khuẩn ấy mà thôi

- Theo cơ chế lý hóa, hai

thụ thể của vi khuẩn và

phage gắn chặt với nhau,

làm cho vi rút hấp thụ lên

bề mặt vi khuẩn

 Giai đoạn phage xâm nhập vào bên trong tế bào

vi khuẩn

- Phage không chui vào tế bào vi khuẩn mà chỉ tiêm

axit nucleic vào trong tế bào chất của vi khuẩn Giai đoạn này xảy ra nhờ đuôi của phage tiết ra men lizozim, làm tan vách tế bào vi khuẩn, kế đó, bao đuôi co lại, nhờ đó, trụ đuôi chọc thủng màng nguyên sinh chất của vi khuẩn Tiếp theo, DNA của phage theo trụ đuôi tuôn vào trong tế bào vi khuẩn

26

- Ngay khi vào tế bào, DNA của phage lập tức

tan biến và vi khuẩn không có triệu chứng gì của trạng thái nhiễm bệnh Thời gian này gọi là thời gian tiềm ẩn của phage Thời gian này lâu hay mau là một đặc tính của phage với dòng vi khuẩn tương ứng

 Giai đoạn tổng hợp các thành phần cuả phage

- Trước hết, tế bào vi khuẩn đình chỉ ngay việc tổng

hợp RNA và protein của nó.Kế đó, quá trình tổng hợp DNA của phage diễn ra rất mạnh Vật liệu để tổng hợp DNA của phage lấy từ DNA của vi khuẩn và tiếp sau đó là giai đoạn tổng hợp protein của phage

28

- Quá trình tổng hợp DNA của phage

+ Đối với phage có DNA 2 sợi: quá trình tổng hợp theo cơ chế bảo thủ và nguyên tắc bổ sung Hai sợi DNA của phage sẽ tháo xoán ra và được tổng hợp

ra các sợi DNA tương ứng Hai sợi DNA mới , tương

bù kết hợp lại thành DNA 2 sợi của phage mới

+ Đối với phage có DNA 1 sợi: từ DNA dạng 1 sợi của phage hình thành DNA dạng tái tạo, gồm 2 sợi theo nguyên tắc bổ sung Trong đó, sợi DNA của phage từ đầu gọi là sợi dương bản, sợi mới gọi là sợi

âm bản Sau đó, DNA âm bảng được dùng làm khuôn mẫu và nhờ ribosom của vi khuẩn sẽ tái tạo ra các sợi DNA dương bản, tức là DNA của phage mới

- Quá trình tổng hợp protein của phage: tuân theo

cơ chế chung của qúa trình sinh tổng hợp protein trong tế bào Toàn bộ quá trình xảy ra theo 2 giai đoạn, giai đoạn sao mã và giai đoạn giãi mã

30

 Giai đoạn lắp ráp

Sau khi tổng hợp xong các

thành phần của phage như

DNA, vỏ, đuôi ở riêng rẽ

phage sẽ tự lắp ráp theo quy

luật ‘hóa tinh thể’

 Giai đoạn phóng thích phage

- Sau khi lắp ráp xong, phage tiết ra men lizozim làm

vỡ vách tế bào vi khuẩn và phage phóng thích ra ngoài

- Mỗi tế bào vi khuẩn có thể phóng thích từ vài phage đến vài ngàn phage Số lượng phage dược phóng thích từ một tế bào vi khuẩn là đặc tính của phage tương ứng và là con số cố định

32

2 Sự tái tạo của vi rút động vật và vi rút thực vật

Gồm 5 giai đoạn tương tự như sự tái sản sinh của thực khuẩn thể

 Giai đoạn hấp phụ trên bề mặt tế bào kí chủ

- Sự hấp phụ của vi rút lên bề mặt tế bào thường

xảy ra một cách thụ động, do ngẫu nhiên hay do một số tác nhân làm lan truyền chúng như: không khí, nước, con người, côn trùng

- Sự hấp thụ của vi rút lên tế bào lý chủ xảy ra ở

các thụ thể tương tự như ở trường hợp của phage

kể trên

 Giai đoạn xâm nhập vào bên trong tế bào kí chủ

- Ngoài cơ chế xâm nhập như trường hợp của

phage, người ta phát hiện thấy vi rút động vật còn

có một cơ chế xâm nhập khác là hiện tượng ẩm bào

- Theo cơ chế này, những tế bào động vật tự động

mọc ra những chân giả bao lấy vi rút và thu nó vào trong mình Khi vào trong tế bào kí chủ, vi rút không tự phá vỡ vỏ bọc mà phải nhờ đến hệ thống men phân giải protein do lysosome tiết ra Sau khi vỏ protein bị vỡ ra, axit nucleic được giải phóng vào tế bào chất của tế bào ký chủ và lập tức biến mất Và sau đó diễn ra tương tự như ở phage

34

 Giai đoạn tổng hợp các thành phần của vi rút

- Vi rút động vật hoặc chỉ có DNA hoặc chỉ có

RNA và chỉ có một trong hai loại nucleic này thui

Vi rút thực vật thì chỉ chứa RNA

 Giai đoạn lắp ráp

- Giai đoạn này xảy ra gần giống như ở thực khuẩn

thể

- Một số vi rút động vật có màng bao bên ngoài,

quá trình lắp ráp tương đối phức tạp hơn

 Giai đoạn vi rút chui ra khỏi tế bào

Sau khi đã được lắp đặt xong, vi rút sẽ chui ra khỏi tế bào ký chủ theo 1 trong 3 cách:

- Tế bào ký chủ vỡ tung do men lyzozim của vi rút

và vi rút được phóng thích ồ ạt ra ngoài

- Vi rút tiết ra men chọc thủng tế bào và chui từ từ

ra ngoài

- Vi rút sau khi được tái sinh đầy đủ có thể chui từ

tế bào này sang tế bào lân cận mà không cần phóng thích ra ngoài môi trường

36

Cơ chế gây bệnh của virus cúm gia cầm

IV/ Điều kiện sống của vi rút

Vi rút là vi sinh vật ký sinh nội bào bắt buộc, tồn tại trong tế bào kí chủ còn sống

 Nhiệt độ

- Mỗi loài vi rút có khả năng chịu nhiệt khác nhau

Phần lớn vi rút thích hợp với nhiệt độ thấp Vi rút hoàn toàn đảm bảo được hoạt tính ở nhiệt độ -

75OC

- Vi rút viêm gan chịu được nhiệt độ 80OC trong 30

phút

38

 pH

- Tùy từng loài, vi rút có sức chịu đựng khác nhau

với môi trường Ở pH = 10, vỏ capxit sẽ bị giải thể, axit nucleic không dược bảo vệ nữa và vi rút trở nên bất hoạt

- Vi rút bại liệt chịu đựng pH 1,6 – 10

- Vi rút cúm chịu đựng pH 6,5 – 9

- Vi rút đậu mùa chịu đựng pH 5 – 9,5

 Hóa chất

Nhiều loại hóa chất với nồng độ thích nghi, có khả năng làm cho virut mất hoạt tính như các muối kim loại nặng, các chất tẩy, trong đó chất Lysol ở nồng độ 3-5% làm cho virut mất hoạt tính trong vòng

5 phút

40

 Tia tử ngoại

- Có khả năng làm bất hoạt tất cả các loại virut như: với bước sóng 260nm thì các acid nucleic sẽ bị phá hủy nhanh chóng, còn ở bước sóng nhỏ hơn 260nm thì các protein sẽ bị phá hủy nhanh chóng

- Virut khi được chiếu xạ sẽ không còn khả năng gây bệnh nhưng vẫn còn kháng nguyên ví dụ như virut cúm, virut TMV

- Dưới tác động của tia tử ngoại khi virut nằm trong

tế bào ký chủ bất hoạt nhưng khi được chiếu sáng chúng có hoạt động trở lại

 Âm thanh

Đối với âm thanh có tần số cao hay siêu âm có khả năng phá hủy virut khi để trong dung dịch có không khí hòa tan, các virut sẽ bị vở từng mảnh Kháng nguyên vẫn giữ nguyên vẹn

Bệnh đậu mùa Bệnh sốt rét

44

Bệnh viêm gan

Bệnh heo tai xanh Bệnh chó dại

46

Bệnh bạc lá lúa

Bệnh khảm dưa leo Bệnh khảm thuốc lá

48

VI/ Lợi ích

- Nhiều loại virut gây bệnh cho người và động vật

đã được nghiên cứu để sản xuất vacxin phòng chống có hiệu quả của bệnh này Nhờ đó đã hạn chế và ngăn chặn được hầu hết các đại dịch đã từng là mối đe doạ trong lịch sử loài người như: đậu mùa, dịch cúm, dịch sốt… và điều trị một cách hiệu quả một số bệnh được coi là nan y như: bệnh dại, viêm gan B, viêm gan C…

- Một số virut ở động vật được nghiên cứu để giảm

thiểu sự phát triển của một số loại động vật hoang

dã như virut pox để hạn chế sự phát triển quá mức những đàn thỏ tự nhiên

- Trong nông nghiệp, virus được dùng để sản xuất

thuốc trừ sâu sinh học nhằm khống chế số lượng của một số loài sâu bệnh gây hại

50