Quá trình này gọi là sự xâm nhiễm của virus.Cấu trúc và hoạt tính của viruto Virut có một lớp vỏ protein là capsid, bao quanh bộ gen của viruto Hầu hết thực khuẩn thể chỉ có lớp vỏ capsi
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI Khoa Hố - Mơi trường Bộ môn Công nghệ sinh học VIRUT HỌC Giảng viên: TS Nguyễn Thị Thuỳ Linh thuylinhhmt@tlu.edu.vn Virut gì? o Virut khơng phải tế bào có gen mã hoá cho chức chép trì cấu trúc hạt virut o Virut khơng thể chép hạt virut gen xâm nhập vào vật chủ phù hợp Quá trình gọi xâm nhiễm virus Cấu trúc hoạt tính virut o Virut có lớp vỏ protein capsid, bao quanh gen virut o Hầu hết thực khuẩn thể có lớp vỏ capsid o Nhiều virut kí sinh động vật có lớp protein lipid bên lớp capsid gọi lớp bao bì Bao bì Capsid (protein caposomeres) Virut trần Virut có bao bì o Virut có lớp bao bì: cấu trúc axit nucleic protein capsid gọi nucleocapsid o Hạt virut bảo vệ bô gen virut bên ngồi tế bào vật chủ Protein bề mặt hạt virut giúp virut bám vào tế bào vật chủ o Hạt virut có nhiều enzyme đặc hiệu giúp virut xâm nhiễm chép tế bào vật chủ o Khi bên tế bào vật chủ, gen virut tham gia số trình khác nhau: virut chép phân giải tế bào vật chủ Virut ảnh hưởng trình trao đổi chất vật chủ theo hướng hỗ trợ chép lắp ráp hạt virut hoàn chỉnh Cuối virut giải phóng q trình lại lặp lại trình tế bào khác o Một số virut không phân giải tế bào vật chủ mà cải biến di truyền vật chủ chúng trở thành phần gen vật chủ Bộ gen virut o Bộ gen virut DNA RNA phân chia thành sợi đơn sợi kép, dạng vòng thẳng o Một vài virut gen DNA RNA, tuỳ thuộc vào giai đoạn khác chu trình sống virut o Bộ gen virut nhỏ gen tế bào o Hầu hết gen virut mã hoá cho khoảng 350 gen khác o Một số virut kí sinh động vật có gen nhỏ (2000 nucleotide mã cho gen) o Bộ gen virut sống biển Megavirus kích thước lớn 1.25 Mpb xâm nhiễm động vật nguyên sinh Phân loại virut: o Phân loại dựa vật chủ mà chúng xâm nhiễm cấu trúc gen virut o Virut vi khuẩn, virut khuẩn cổ, virut động vật, virut thực vật, virut động vật nguyên sinh Cấu trúc hạt virut o Virut có nhiều hình dạng kích thước khác Hầu hết virut có kích thước nhỏ tế bào nhân sơ o Virut có dải kích thước từ 0.02 đến 0.3 µm o Virut đậu mùa virut có kích thước lớn với đường kính 200 nm tương đương với kích thước vi khuẩn nhỏ biết đến o Poliovirus virut có kích thước nhỏ đường kính 28 nm kích thước ribosome o Cấu trúc virut đa dạng kích thước, hình dạng, thành phần hố học o Bộ gen virut luôn bao bọc lớp capsid o Lớp capsid cấu tạo từ phân tử protein gọi capsomere xếp theo cấu trúc lặp xác xung quanh axit nucleic o Kích thước nhỏ giới hạn số lượng protein gen mã hoá Do số virut lớp vỏ capsid có loại protein o Thông tin di truyền cần thiết để protein xếp vị trí cấu trúc lớp vỏ capsid gen virut quy định Sự xếp RNA lớp vỏ protein virut khảm thuốc Virut RNA sợi đơn có 2130 protein capsomere đơn giản xếp thành chuỗi xoắn kép có đường kính 18 x 300 nm Đơn vị cấu trúc (capsomeres) Sự đối xứng virut o Virut có cấu trúc đối xứng cao o Có dạng đối xứng tương ứng với hình dạng que hình cầu virut o Virut hình que có cấu trúc đối xứng xoắn, virut hình cầu có cấu trúc đối xứng 20 mặt o Virut khảm thuốc đối xứng xoắn o Virut đối xứng 20 mặt có 12 đỉnh, trục đối xứng chia khối 20 mặt làm 5, 3, khối có kích thước hình dạng giống hệt o Cấu trúc số virut phức tạp, có phần có hình dạng trục đối xứng riêng o Cấu trúc phức tạp cấu trúc đầu-đuôi thực khuẩn thể xâm nhiễm E.coli (thực khuẩn thể T4) Kính hiển vi điện tử truyền qua Kính hiển vi quang học Nguồn điện tử Thị kính Tụ kính Tiêu Vật kính Vật kính Tiêu Thấu kính Tụ kính Nguồn sáng Màn hình lớp màng phát huỳnh quang Một mẫu kim loại bị bay lồng chân không Kim loại bị bay chân khơng Hơi kim loại Bất kì vật có bóng nằm đường kẻ Mẫu Bề mặt tiêu phủ kim loại Bóng Bơm chân khơng Bề mặt virut phủ kim loại Góc bóng Ánh sáng Mơ hình khối 20 mặt đặt trước đèn bóng cân Virus có bóng Góc bóng Ánh sáng Bóng Bóng o Đối với virut có lớp bao bì cần sử dụng kĩ thuật kính hiển vi điện tử nhiệt độ thấp o Kĩ thuật không cần nhuộm mẫu khơng cần tạo bóng kim loại mẫu nguyên o Hạt virut đông lạnh trên lớp màng mỏng đá thuỷ tinh o Sự khác biệt mật độ điện tử protein lipid virut nước xung quanh o Quan sát điều kiện lạnh để trì lớp đá thuỷ tinh chân khơng o Dữ liệu thu được cải thiện phương pháp máy tính giống kĩ thuật ứng dụng phân đoạn tia X Bộ gen Lớp kép lipid Vỏ Kính hiển vi lực ngun tử o Khơng cần chuẩn bị mẫu cách chuẩn bị đơn giản o Tế bào sống quan sát trực dõi thay đổi cấu trúc tế bào virut xâm nhiễm o Kĩ thuật sử dụng để quan sát cấu trúc hạt virut o Quan sát lớp vỏ capsid virut tương tác với tế bào Protein capsid virut u nhú người Phương pháp gián tiếp đếm virut o Nhiều virut có lớp bao bì có khả làm tế bào máu kết dính với o Đếm số lượng hạt virut bao xung quanh tế bào máu để tế bào máu kết lại thành đám o Trong điều kiện tiêu chuẩn số lượng hạt virut cúm 104 đơn vị máu đông (đơn vị HA) o Một đơn vị HA số lượng virut đủ để làm đông máu mẫu chuẩn Các bước thực hiện: o Mẫu chuẩn tế bào máu đỏ gà lợn trộn với dung dịch virut pha loãng o Sau khoảng thời gian phù hợp, dung dịch lắc nhẹ li tâm với tốc độ chậm Nếu tế bào máu đông lại tạo thành đám giống thạch không lắng li tâm o Dùng enzyme để định lượng số virut (nhưng áp dụng biết lượng enzyme hạt virut) o Enzyme phiên mã ngược retrovirus tổng hợp phân tích xác định hàm lượng Khơng có virut Virut Virut Pha lỗng Phân tích virut cúm phương pháp đông máu Kĩ thuật nuôi cấy tế bào o Ni cấy trì tế bào phịng thí nghiệm cần thiết cho phân tích phân tử o Virut chép bên tế bào vật chủ nên nuôi cấy tế bào giúp nghiên cứu phân tích virut o Ni cấy tế bào E.coli mơi trường đơn giản có đường chất vơ o Vi khuẩn ni mơi trường lỏng, rắn, bán rắn o Phân tích vết tan o Nuôi cấy tế bào thực vật o Kĩ thuật nuôi cấy tế bào thực vật phát triển chậm kĩ thuật nuôi cấy tế bào động vật o Nuôi cấy tế bào động vật tế bào người: môi trường cần huyết tương từ bê ngựa chủ yếu o Mơi trường có muối, vitamin, đường, đệm, huyết tương o Dùng kháng sinh để tránh nhiễm khuẩn o Dòng tế bào liên tục sinh trưởng nhanh cung cấp lượng lớn virut o Đặc điểm dòng tế bào liên tục: +) Tế bào phân đoạn có nhiễm sắc thể nhân đơi Chúng tế bào thể dị bội +) Tế bào sinh trưởng mơi trường có nồng độ huyết tương thấp, khơng bị ảnh hưởng lẫn +) Tế bào phải bất diệt, bị pha lỗng nguồn dinh dưỡng khơng thích hợp tế bào chép +) Tế bào nhìn chung khơng có đặc điểm dịng tế bào biệt hố khơng bị ảnh hưởng yếu tố kiểm soát sinh trưởng chức tế bào +) Nếu đưa vào thể động vật tế bào không mọc bị đào thải hệ miễn dịch động vật o Dòng tế bào sơ cấp phân lập từ mô phôi từ động vật (mơ) sinh o Đặc điểm dịng tế bào sơ cấp: +) Có số lượng nhiễm sắc thể bình thường hình dạng bình thường +) Tế bào cần nồng độ huyết tương có nhiều yếu tố tăng trưởng +) Không thể phân chia tồn thời gian dài trừ chúng trì tiếp xúc với bề mặt rắn +) Ức chế tiếp xúc tế bào di chuyển +) Có số lượng phân bào xác định +) Biểu đặc điểm tế bào biệt hoá bị ảnh hưởng yếu tố kiểm soát tang trưởng chức +) Nếu đưa vào thể động vật lồi tế bào tồn không gây ung thư Mô cắt nhỏ Tách rời tế bào collagenase Giống làm giàu để tế bào đơn lẻ lắng chậm Lọc kết tủa Tế bào Rửa tế bào Giống làm giàu để tạo thành đám tế bào Li tâm Loại bỏ tế bào dính lỏng lẻo Xử lý qua với trypsin Tế bào sơ cấp cấy ghép trở lại động vật cho Khối u Tế bào cấy ghép phân lập ni cấy từ khối u, gây ung thư chuyển vào thể động vật Sự thay đổi gen dẫn tới dòng tế bào liên tục