Công nghệ sinh học vi sinh vật Tiểu luận virus 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC    TIỂU LUẬN: VIRUS Giáo viên hướng dẫn : TS HÀ VIỆT CƯỜNG Sinh viên thực : HOÀNG NGỌC ANH Lớp : CNSHA-K56 Mã sinh viên : 560770 HÀ NỘI – 2013 Danh sách virus Virus hại người: SARS coronavirus (SARS-CoV) Virus hại động vật: Rabies virus (RABV) hay Virus dại Virus hại vi khuẩn: Pseudomonas phage Phi6 Virus hại thực vật nhóm DNA sợi đơn: Bean golden yellow mosaic virus (BGYMV) Virus hại thực vật nhóm DNA sợi kép: Cauliflower mosaic virus (CaMV) Virus hại thực vật nhóm RNA sợi đơn cực dương: Tobacco mosaic virus (TMV) Potato virus Y (PVY) Virus hại thực vật nhóm RNA sợi đơn cực âm: Tomato spotted wilt virus (TSWV) Virus hại thực vật nhóm RNA sợi kép: Rice ragged stunt virus (RRSV) Virus hại người Tên virus : SARS coronavirus (SARS-CoV) Hình thái vị trí phân loại a Hình thái: Hạt virus hình cầu, có vỏ bọc với đường kính khoảng 70-120nm I Hình 1-1 Hình thái cấu trúc phân tử SARS coronavirus (http://www.nature.co m/nrmicro/journal/v1/ n3/fig_tab/nrmicro775 _ft.html) b Vị trí phân loại : SARS-Coronavirus thuộc: Nhóm IV ((+) ssRNA), Nidovirales, họ a b c Coronaviridae, chi Betacoronavirus Bệnh, tầm quan trọng phân bố Bệnh : SARS-CoV gây hội chứng hô hấp cấp tính nặng, bệnh đường hơ hấp gây viêm phổi khơng điển hình người bị nhiễm Tầm quan trọng : Giữa tháng 11 năm 2002 tháng năm 2003, bùng phát dịch SARS Hồng Kong, sau lan truyền tồn giới vòng vài tuần, với 8422 trường hợp 916 trường hợp tử vong (10.9 % tử vong) theo Tổ chức Y tế Thế giới Phân bố : Toàn giới Tổ chức gen: Hạt virus chứa ssRNA sợi cực dương, với chiều dài khoảng 29727 nucleotid Các gen xếp theo trình tự sau: 5’- Rep (replicase) – S (spike) – E (envelope) – M (membrane) – N (nucleocapsid) – 3’ Hình 1-2 Tổ chức gen cấu trúc virion SARSCoV (http://www.nature.com/n ri/journal/v5/n12/fig_tab/ nri1732_F1.html) Phương thức tái sinh : diễn tế bào chất + Gai S gắn vào thụ thể bề mặt tế bào chủ + Màng virus dung hợp với màng sinh chất, sau đó, gen virus xâm nhập vào tế bào (có thể qua trung gian S2) + + + + + + + Gen Rep dịch mã từ đầu 5’ tạo polyprotein, phân cắt thành protein phi cấu trúc protease virus mã hóa: enzyme RNA-polymerase, adenosintriphotphatase(ATP-ase) helicase (Hel) Tổng hợp ssRNA (-) , sau ssRNA (-) dùng làm khn để tổng hợp gen ssRNA (+) Trình tự điều hòa phiên mã đầu 5’, tạo mRNA để tổng hợp protein cấu trúc S, E, M, N Lắp ráp tạo nucleocapsid vị trí sát màng lưới nội chất nơi gắn protein màng virus Hạt virus nảy chồi qua khoang lưới nội chất máy Golgi tạo bọng khỏi tế bào Các sản phẩm gen vai trò Gen Rep (20-22kb) gồm khung đọc mở chồng lớp (1a 1b) : mã hóa protein phi cấu trúc Gen S M mã hóa protein màng: Protein S- gai glycoprotein phân cắt thành S1 S2 nhờ protease: • S1: bám vào thụ thể bề mặt tế bào (dễ thay đổi) • S2: phần cuống gai (ít thay đổi) Gen M mã hóa protein M với protein E gen E mã hóa gắn sâu vào mạng lưới nội chất, cần cho nảy chồi virus khỏi màng tế bào Gen N mã hóa protein N (46kDa) bao quanh genome RNA , thành phần chủ yếu phức hợp nucleocapsid dạng xoắn Gen E mã hóa protein vỏ Phương thức lan truyền SARS-CoV lan truyền qua đường hô hấp ( ho, hắt hơi…) , qua dụng cụ y tế đồ dùng hàng ngày Virus hại động vật Tên virus : Rabies virus (RABV) hay Virus dại Hình thái vị trí phân loại a Hình thái II Rabies virus có kích thước khoảng 180 x 75 nm, hình viên đạn, có vỏ bọc Hình 2-1 Cấu tạo Rabies virus (http://viralzone.expasy.org/all_by_species/22.html) b Vị trí phân loại Rabies virus thuộc: Nhóm V ssRNA (-), Mononegavirales, họ Rhabdoviridae, chi Lyssavirus Bệnh; tầm quan trọng phân bố a Bệnh Rabies virus gây lên bệnh dại – bệnh viêm não cấp virus nhiều loài động vật máu nóng khác nhau, thơng thường chó b Tầm quan trọng phân bố Bệnh dại mô tả cách 2000 năm, đến vấn đề nghiêm trọng Mỗi năm giới có khoảng 35000 người chết bệnh Ở Việt Nam, bệnh dại thường xảy vào mùa hè c Phân bố : Toàn giới Tổ chức gen Genome hạt virus ssRNA sợi cực âm, dang lượn sóng, kích thước khoảng 11kb, mã hóa protein Hình 2-2 Tổ chức gen Rabies virus (http://viralzone.expasy.org/all_by_species/22.html) 5 Phương thức tái sinh : diễn tế bào chất + Virus gắn gai G glycoprotein vào thụ thể dành cho acetylcholine màng sau xynap + + + + + + + + + tế bào thần kinh thụ thể tế bào khác ( tế bào không thần kinh) Virus xâm nhập theo lối thực bào cách tạo túi tế bào chủ, dung hợp màng virus với màng túi, ribonucleocapsid giải phóng vào tế bào chất Tiến hành phiên mã tạo loại mRNA nhờ RNA-polymerase virus, để mã hóa loại protein (N, P,M,G,L) mRNA (-) làm khuôn để tổng hợp chuỗi (+), từ tổng hợp genome (-) Lắp ráp, virion tạo thành cách nảy chồi nhờ mạng lưới nội chất tế bào Các sản phẩm gen vai trò Gen N (Nucleoprotein) mã hóa Protein N đóng vai trò cấu trúc trình tạo vỏ cho RNA gen bảo vệ gen Bên cạnh điều hóa cân phiên mã mã Gen P (Phosphoprotein) mã hóa protein P kỵ nước, có vai trò điều hòa giúp RNA polymerase phụ thuộc RNA q trình polymer hóa Gen M (Matrix protein) mã hóa protein M nằm trung gian ribonucleocapsid màng virus, chịu trách nhiệm tạo hình thái tiếp xúc qua lại với protein tế bào Gen G (Glycoprotein) mã hóa protein G, có đoạn kỵ nước, tạo khả xuyên màng virus Protein G có vai trò tiếp xúc nhận biết để gắn vào thụ thể Gen L mã hóa RNA polymerase phụ thuộc RNA , xúc tác cho trình tổng hợp RNA Phương thức lan truyền RABV truyền từ động vật sang người thông qua vết cắn vết trầy xước Virus hại vi khuẩn Tên virus : Pseudomonas phage Phi6 Hình thái vị trí phân loại a Hình thái III Hạt virus hình cầu,cấu trúc dạng icosahedron, có vỏ bọc, đường kính khoảng 85nm Virion có lớp vỏ: lớp vỏ ngồi T=13, lớp vỏ T=2 Hình 3-1 Cấu trúc phân tử Pseudomonas phage Phi6 (http://viralzone.expasy org/all_by_species/586 html) b Vị trí phân loại : Pseudomonas phage Phi6 thuộc nhóm III dsRNA, họ Cystoviridae, chi Cystovirus Bệnh , tầm quan trọng phân bố a Ký chủ : Pseudomonas bacteria b Tầm quan trọng : Pseudomonas phage Phi6 quan trọng việc nghiên cứu thực khuẩn thể c Phân bố : Toàn giới Tổ chức gen Bộ gen virion dsRNA, phân đoạn Chứa phân đoạn: L (large), M (medium), S (small) mã hóa cho 12 protein Tổng kích thước gen 13.3kb, phân đoạn có kích thước từ 2.9 kb- 6.4kb Mỗi phân đoạn mã hóa cho mRNA , sau dịch mã cho số protein máy dịch mã prokaryote Hình 3-2 Tổ chức gen Pseudomonas phage Phi6 (http://viralzone.expasy.o rg/all_by_species/586.ht ml) Phương thức tái sinh : diễn tế bào chất + Protein P3 bám vào pili IV kí chủ - mà co vào đưa virion tiếp xúc với màng tế bào kí chủ Protein P6 hòa tan màng virus với màng ngồi tế bào kí chủ giải phóng nucleocapsid (NC) vào periplasmic + Các enzyme lytic P5 bề mặt NC phân giải lớp peptidoglycan kí chủ, cho phép NC xâm nhập vào tế bào chất thông qua đường nội bào + + + + + + + Bộ gen dsRNA bao bọc lớp vỏ trong, bảo vệ khỏi chế kháng virus kí chủ Polycystronic mRNA phiên mã RdRp P2 có mặt bên lõi virus phát tán vào tế bào chất, dsRNA khơng tiếp xúc với tế bào chất Full-length plus-strand phiên mã từ đoạn dsRNA tổng hợp làm khuôn để dịch mã Neo-protein tổng hợp lắp ráp thành capsid Packaging NTPase P4 di chuyển đoạn ssRNA vào capsid, nơi mà chúng xử lý chuyển thành dsRNA RdRp P2 virus Vỏ capsid thành thục tồn tế bào chất Các virion trưởng thành giải phóng khỏi tế bào chủ cách ly giải Các sản phẩm gen vai trò Protein P1 P2 (pol) P3 (spike) Kích thước (aa) 769 644 648 Số hạt 120 12 P4 (NTPase) P5 (MUR) P6 (fus) P7 (assembly factor) P8 P9 (env) P10 (lys) P12 P13 P14 331 219 167 160 72 148 89 42 195 72 61 600 60 Vai trò Vỏ virion Bên virion Kéo dài từ bề mặt virion gắn với protein màng P6 Bên hạt fold axes Giữa màng NC Màng Nội hạt Lớp protein thứ Màng Màng Phi cấu trúc Màng Phi cấu trúc 0 Virus hại thực vật nhóm DNA sợi đơn Tên virus : Bean golden yellow mosaic virus (BGYMV) Hình thái vị trí phân loại a Hình thái IV Virion hình cầu kép, cấu trúc dạng icosahedron T=1, khơng có vỏ ngồi kích thước khoảng 22x38 nm Hai hình cầu nối với tạo phân tử hình cầu đa diện kép Tồn hạt virus có 110 tiểu phần protein 22 đơn vị hình thái Đặc biệt, hạt virus chứa chứa phân tử DNA vòng đơn Hình 4-1 Cấu trúc phân tử Bean golden yellow mosaic virus (http://viralzone.expasy org/all_by_species/111 html) b Vị trí phân loại : BGYMV thuộc nhóm II ssDNA, họ Geminiviridae, chi Begomovirus Bệnh, tầm quan trọng phân bố a Bệnh : BGYMV gây bệnh khảm biến đậu vàng Hình 4-2 Triệu chứng bệnh BGYMV đậu vàng (http://fon.picturepush.com/albu m/53306/2908390/RAW/beangolden-yellow-mosaic-v html) b Tầm quan trọng : BGYMV gây bệnh nghiêm trọng cho loài đậu Trung Mỹ c Phân bố : BGYMV chủ yếu châu Á, châu Phi châu Mỹ Tổ chức gen : BGYMV có gen kép gồm phân tử DNA-A DNA-B, phân tử có kích thước khoảng 2.6kb DNA-A chứa gen tổ chức theo chiều ngược : Chiều kim đồng hồ ( chiều virus) có 2ORF chiều ngược kim đồng hồ ( chiều sợi tương đồng virus) có ORF.Giữa vùng gen mã hóa ngược chiều vùng liên gen khơng mã hóa IR DNA-B chứa ORF xếp ngược chiều ( chiều kim đồng hồ có ORF BV1; chiều ngược kim đồng hồ có ORF BC1) có vùng IR xen Hình 4-3 Tổ chức gen Bean golden yellow mosaic virus (http://viralzone.expasy.o rg/all_by_species/111.ht ml) Phương thức tái sinh : Theo chế vòng lăn, diễn nhân tế bào ký chủ: Virus xâm nhập vào tế bào chủ, cởi áo giải phóng ssDNA vào nhân tế bào chủ Tổng hợp DNA vòng đơn ( gen virus) thành DNA vòng kép với tham gia yếu tố tế bào + Phiên mã chiều từ promoter IR tạo mRNA virus , sau dịch mã tạo sản phẩm protein virus + + + + Quá trình tái bắt đầu phân cắt sợi + Rep, xảy vòng lăn tái ssDNA Những ssDNA tổng hợp biến đổi thành dsDNA làm khn cho q trình phiên mã phục vụ tái , capsid hóa CP thành virion giải phóng khỏi tế bào chủ, vận chuyển nhân, tới tế bào “hàng xóm” qua plasmodesmata với giúp đỡ protein chuyển động virus Các sản phẩm gen vai trò Gen DNA- AV1 A AV2 AC1 AC2 AC3 AC4 DNA- BV1 B BC1 Sản phẩm Protein vỏ (CP) Protein V2 Protein Rep ( protein tái sinh) TrAP (transcriptional activator protein) REn (replication enhancer) Protein C4 NSP (nuclear shuttle protein)-protein thoi MP (movement protein)protein vận chuyển Vai trò Tạo vỏ virus, lan truyền qua vector, vận chuyển gen virus vào nhân tb chủ tb Vận chuyển virus tế bào Cắt nối gen virus vị trí đặc biệt vùng nguồn gốc tái sinh; tương tác với protein ký chủ tạo điều kiện thuận lợi cho tái sinh virus Hoạt hóa phiên mã Tăng cường tái sinh Phát triển triệu chứng, ức chế hoạt động câm gen tế bào ký chủ Vận chuyển gen virus vào khỏi nhân tế bào Vận chuyển gen virus tế bào ký chủ Phương thức lan truyền Virus lan truyền tự nhiên nhờ bọ phấn ( B.tabaci) theo kiểu bền vững tuần hoàn Virus hại thực vật nhóm DNA sợi kép Tên virus : Cauliflower mosaic virus (CaMV) Hình thái vị trí phân loại a Hình thái V Hạt virus hình cầu, cấu trúc dạng icosahedron, khơng có vỏ bọc, đường kính khoảng 50nm, gồm 420 tiểu phần protein (T=7) 10 Hình 5-1 Cấu trúc phân tử Cauliflower mosaic virus (http://viralzone.expasy.org/ all_by_species/119.html) b Vị trí phân loại CaMV thuộc nhóm VII (dsDNA-RT), Unassigned, họ Caulimoviridae, chi Caulimovirus Bệnh, tầm quan trọng phân bố a Bệnh CaMV gây bệnh khảm súp lơ, làm biến màu vùng gần mạch dẫn, bị nặng biến dạng Virus gây hình thành thể vùi tế bào bị nhiễm Hình 5-2 Triệu chứng bệnh CaMV súp lơ (http://www7.inra.fr/hyp3/pathogene/ 6camovi.htm) b Tầm quan trọng CaMV virus quan trọng bậc súp lơ, được sử dụng làm vector tách dòng Thực vật đầy tiềm c Phân bố Toàn giới Bệnh có Việt Nam chưa cơng bố thức bệnh gây thành dịch nghiêm trọng Tổ chức gen Bộ gen virus gồm phân tử dsDNA, kích thước khoảng 8kb Bộ gen khơng liên tục: sợi có điểm rời, sợi lại có 1-3 điểm rời Bộ gen mã hóa cho 6-7 protein 11 Hình 5-3 Tổ chức gen Cauliflower mosaic virus (http://viralzone.expasy.org /all_by_species/119.html) Phương thức tái sinh : diễn nhân tế bào chất + Protein virus gắn vào thụ thể đặc hiệu tế bào chủ, sau xâm nhập vào + + + + + + tế bào Bộ gen dsDNA virus xâm nhập vào nhân tế bào ký chủ- nơi chép RNA polymerase II ký chủ Các điểm rời gắn kín gen virus trở thành sợi vòng kép hồn chỉnh Bộ gen virus phiên mã theo kiểu bất đối xứng tạo phân tử RNA lớn gen (35S RNA 19SRNA) Dịch mã 35SRNA 19SRNA để tổng hợp protein virus 35RNA làm khn cho q trình phiên mã ngược để tạo dsDNA virus Bộ gen virus lắp ráp với protein vỏ, giải phóng hạt virus Các sản phẩm gen vai trò Gen ORF1 ORF2 ORF3 ORF4 Sản phẩm Mov At Vap CP ORF5 ORF6 Pol Tav Vai trò Cần cho di chuyển virus tế bào qua sợi liên bào Tham gia vào trình thu nhận lan truyền CaMV Protein liên kết DNA với virion Cấu tạo vỏ virus, tương tác với DNA RNA, tham gia trình phiên mã ngược Có hoạt tính protease Thành phần chủ yếu thể vùi, tăng cường trình dịch mã Phương thức lan truyền CaMV lan truyền qua rệp muội theo kiểu bán bền vững Virus hại thực vật nhóm RNA sợi đơn cực dương Tobacco mosaic virus Tên virus : Tobacco mosaic virus (TMV) Hình thái vị trí phân loại Hình thái VI A a Virion có dạng hình gậy đối xứng xoắn, khơng có vỏ bọc, kích thước khoảng 18x 300-310nm 12 Hình 6-1 Cấu trúc phân tử Tobacco mosaic virus (http://viralzone.expasy.org/all_by_species/51.html) b Vị trí phân loại TMV thuộc nhóm IV ((+) ssRNA), Unassigned, họ Virgaviridae, chi Tobamovirus Bệnh, tầm quan trọng phân bố a Bệnh : TMV gây bệnh khảm thuốc Hình 6-2 Triệu chứng bệnh TMV thuốc (http://www.apsnet.org/edce nter/intropp/lessons/viruses/ Pages/TobaccoMosaic.aspx) b Tầm quan trọng TMV virus có ý nghĩa lớn lịch sử sinh học đặc biệt ngành virus học Tại Việt Nam, TMV virus quan trọng thuốc c Phân bố TMV virus thực vật phân bố khắp giới, có phổ ký chủ rộng, nhiễm 200 lồi thuộc 30 họ thực vật khác Các ký chủ quan trọng TMV thuộc họ : Solanaceae, Scrophulariaceae, Labiatae, leguminosae, Cucurbitaceae Alliaceae Tổ chức gen 13 Hạt virus gồm phân tử ssRNA (+),không phân đoạn, kích thước khoảng 6.3-6.5 kb, bọc lớp vỏ gồm 2300 tiểu phần protein Bộ gen gồm chuỗi khơng dịch mã đầu 3’ có cấu trúc thứ cấp giống tRNA chuỗi không dịch mã đầu 5’ Trong trình tái sinh, TMV tạo phân tử RNA phụ genome có chung đầu 3’với phân tử RNA genome ngắn hơn, tương ứng gen MP CP Phân tử RNA genome phân tử phụ genome mũ hóa m7G5’ppp5’Gp đầu 5’nhưng khơng có polyA Hình 6-3 Tổ chức gen Tobacco mosaic virus (http://viralzone.expasy.org/all_by_species/51.html) + + + + + + + + Phương thức tái sinh : diễn tế bào chất Hạt virus xâm nhập vào tế bào chất nhờ tổn thương học Cởi áo phần protein vỏ đầu 5’ hạt virus Ribosome tế bào ký chủ tiếp cận đầu 5’ RNA genome tiến hành dịch mã protein tái sinh MET-Hel RdRp Trong trình dịch mã trình cởi áo tiếp tục – chế “cởi áo dịch mã “ protein MET-Hel RdRp sử dụng sợi RNA genome (+) để mã sợi RNA (-) Sợi RNA (-) dùng làm khuôn để tổng hợp sợi (+) phân tử RNA phụ genome ( tương đương protein MP CP) MP kết hợp với sợi RNA (+) để di chuyển sang tế bào khác qua sợi liên bào theo chế nucleoprotein Các sợi RNA (+) CP tích lũy đủ kích hoạt q trình lắp ráp hạt virus Các hạt virus kết tụ lại để tạo thể vùi (tinh thể) dạng lục giác tế bào chất Các sản phẩm gen vai trò Gen ORF1 Sản phẩm Protein MET-Hel ORF2 ORF3 ORF4 Protein RdRp MP CP Vai trò Tạo mũ đầu 5’ phân tử RNA tháo xoắn (helicase) trình tái sinh virus Enyme tổng hợp RNA khuôn RNA Vận chuyển Cấu tạo vỏ virus 14 Phương thức lan truyền TMV xâm nhập lan truyền dễ dàng qua tiếp xúc học (cọ xát lá, cắt tỉa, tiếp xúc rễ đất), qua côn trùng miệng nhai ( kiểu học), qua hạt nhiều loại cây- bám bề mặt vỏ hạt (hạt cà chua, thuốc lá) B a Potato virus Y Tên virus : Potato virus Y (PVY) Hình thái vị trí phân loại Hình thái Hạt virus dạng sợi mềm, đối xứng xoắn, khơng có vỏ bọc, kích thước khoảng 730-740x11-12 nm Hình 6-4 Cấu trúc phân tử Potato virus Y(http://viralzone.expasy.org/all_by_species/50.html) b Vị trí phân loại PVY thuộc nhóm IV ssRNA (+), Unassigned, họ Potyviridae, chi Potyvirus Bệnh, tầm quan trọng phân bố a Bệnh PVY virus gây bệnh khảm, khảm nhăn, biến vàng, đốm chêt hoại gân… khoai tây , họ cà, thuốc lá, ớt Hình 6-5 Triệu chứng bệnh PVY khoai tây (http://www.forestryimages.org /browse/detail.cfm? imgnum=5428823) 15 b Tầm quan trọng PVY ghi nhận khoai tây từ năm 1931 virus thực vật nghiên cứu nhiều đầy đủ PVY đặc biệt nguy hiểm họ cà virus quan trọng khoai tây nhiều trường hợp thuốc là, ớt, cà chua c Phân bố : Toàn giới Tổ chức gen Bộ gen virus phân tử ssRNA (+), kích thước khoảng 10kb Tổ chức gen từ trái sang phải , sau: • • • Một vùng 5’ không dịch mã (5’UTR) Một ORF đơn, lớn gọi ORF (major ORF) mã hóa polyprotein (10 protein chức năng) Một đầu 3’ không dịch mã (3’UTR), kết thúc đuôi poly A Hình 6-6 Tổ chức gen Potato virus Y (http://viralzone.expasy.org/all_by_species/50.html) + + + + + + Protein Phương thức tái sinh : diễn tế bào chất Virus xâm nhập vào tế bào chất tế bào ký chủ (nhờ vector tiếp xúc học) Hạt virus tháo vỏ, giải phóng gen virus vào tế bào chất Bộ máy dịch mã tế bào dịch mã tạo polyprotein khuôn RNA genome virus Sau đó, polyprotein cải biến sau dịch mã nhờ vùng có hoạt tính protease polyprotein để tạo thành protein chức Các protein virus tế bào ký chủ thực tái Sợi RNA(-) tổng hợp sợi RNA (+) Sợi (-) tổng hợp lại dùng làm khuôn để tổng hợp nhiều sợi (+) Lắp ráp hạt virus từ protein CP sợi (+) tổng hợp Các sản phẩm gen vai trò Vai trò 16 Protein P1 Protein bổ trợ (HC-Pro) Protein P3 Protein 6K1 Protein thể vùi tế bào chất (CI) Protein 6K2 Protein VPg Protein NIa-Pro Protein NIb Protein vỏ (CP) Có hoạt tính proteinase, vận chuyển virus, ức chế phản ứng phòng thủ tế bào ký chủ (thơng qua chế câm gen) Cần thiết cho lan truyền qua vector, cho virus di chuyển hệ thống di chuyển tế bào, cho trình tái bản; có hoạt tính proteinase; ức chế máy câm gen tế bào Quy định tính gây bệnh virus Tương tác với P3 để quy định tính gây bệnh virus Là thành phần phức hợp tái sinh virus, cần cho di chuyển virus tế bào Liên kết phức hợp tái sinh virus vào mạng lưới nội chất Bảo vệ RNA, cần cho trình tái sinh gen virus, di chuyển hệ thống virus cây, tương tác với yếu tố khởi đầu dịch mã , protein Avr potyvirus Có hoạt tính protease để giải phóng protein chức đơn lẻ Là RdRp Quan trọng lan truyền qua vector, di chuyển hệ thống virus di chuyển tế bào, protein cấu trúc tạo virion, điều khiển trình tái sinh RNA virus Phương thức lan truyền PVY truyền dễ dàng qua củ khoai tây không truyền qua hạt (hạt khoai tây, cà chua, thuốc lá); qua 50 lồi rệp muội theo kiểu khơng bền vững Virus hại thực vật nhóm RNA sợi đơn cực âm Tên virus : Tomato spotted wilt virus (TSWV) Hình thái vị trí phân loại a Hình thái VII Hạt virus hình cầu,cấu trúc dạng icosahedron, kích thước khoảng 80-120nm, có vỏ bọc Vỏ có mấu nhỏ cấu tạo glycoprotein (5-10nm), phần cuống mấu nằm chìm lớp màng kép lipid (5nm) có nguồn gốc từ màng tế bào chủ 17 Hình 7-1 Cấu trúc phân tử Tomato spotted wilt virus (http://viralzone.expasy.or g/all_by_species/253.html) b Vị trí phân loại: TSWV thuộc nhóm V ssRNA (-), Unassigned, họ Bunyaviridae, chi Tospovirus Bệnh, tầm quan trọng phân bố a Bệnh : TSWV virus gây bệnh đốm héo cà chua Hình 7-2 Triệu chứng bệnh TSWV cà chua (http://www.apsnet.org/edcent er/intropp/lessons/viruses/Page s/TomatoSpottedWilt.aspx) b Tầm quan trọng TSWV virus quan trọng chi Tospovirus, gây thiệt hại đáng kể loạt trồng quan trọng lạc, đậu đỗ, khoai lang, thuốc lá, đủ đủ, cà chua, ớt nhiều cảnh c Phân bố: TSWV phân bố khắp giới virus thực vật có phổ ký chủ lớn nhất, nhiễm 940 loài thuộc họ mầm 90 họ mầm Tổ chức gen Bộ gen virus gồm phân tử ssRNA (-) lưỡng cực , ký hiệu L(large) khoảng 8.8kb, M(medium) khoảng 4.8kb, S(small) khoảng 3kb, có tổng kích thước khoảng 17kb Bộ gen mã hóa cho protein 18 Hình 7-3 Tổ chức gen Tomato spotted wilt virus (http://viralzone.expasy org/all_by_species/253.h tml) Phương thức tái sinh : diễn tế bào chất + Hạt virus gắn vào thụ thể tế bào ký chủ, màng tế bào lõm vào bao lấy hạt virus + + + + + Gen L M S tạo không bào tạm thời Không bào dung hợp với vỏ virus , giải phóng gen virus vào tế bào chất Sợi RNA (-) dùng làm khn để phiên mã thành mRNA, sau tổng hợp protein virus Sợi (-) dùng làm khn để tổng hợp sợi (+) có kích thước sợi (-) Sợi (+) lại làm khuôn để tổng hợp sợi (-) Lắp ráp virus đủ nucleoprotein Các ribonucleocapsid di chuyển màng tế bào nảy chồi , giải phóng hạt virus Các sản phẩm gen vai trò Sản phẩm Protein L Protein G1 Protein G2 Protein NSm Protein N Protein NSs Vai trò Là RdRp, tham gia cấu tạo gen virus Là glycoprotein , quan trọng lan truyền qua vector bọ trĩ Giúp virus di chuyển tế bào qua sợi liên bào Liên kết với RNA virus tạo nucleocapsid ức chế phản ứng phòng thủ qua tế bào chủ qua chế câm gen Phương thức lan truyền TSWV lan truyền tự nhiên nhiều lồi bọ trĩ theo kiểu bền vững tái sinh, khơng truyền qua hạt giống Virus hại thực vật nhóm RNA sợi kép Tên virus : Rice ragged stunt virus (RRSV) Hình thái vị trí phân loại a Hình thái VIII Hạt virus hình cầu, cấu trúc dạng icosahedron, đường kính khoảng 70nm Virion có lớp vỏ với gai lớn lớp vỏ ngồi có T=12 lớp vỏ có T=2 19 Hình 8-1 Cấu trúc phân tử Rice ragged stunt virus (http://viralzone.expasy.org/all_by_species/616.html) b Vị trí phân loại RRSV thuộc nhóm III dsRNA , Unassigned, họ Reoviridae, chi Oryzavirus Bệnh, tầm quan trọng phân bố a Bệnh : RRSV gây bệnh lúa lùn xoắn Hình 8-2 Triệu chứng bệnh RRSV lúa Việt Nam (http://www.vaas.org.vn/ima ges/caylua/06/17_benhlunxo anla.htm) b Tầm quan trọng Hiện nay, bệnh “lùn xoắn lá” RRSV bệnh virus nguy hiểm phổ biến lúa miền Nam Việt Nam Bệnh xuất miền Bắc năm 2009 c Phân bố 20 RRSV xuất khắp nước trồng lúa châu Á, đặc biệt vùng Đông Nam Á Phạm vi ký chủ hẹp, gây hại tự nhiên lúa Oryza spp Tổ chức gen Bộ gen RRSV phân đoạn gồm 10 phân tử RNA sợi kép mạch thẳng Tất phân tử RNA lắp ráp hạt virus Bộ gen mã hóa cho 12 protein Mỗi phân đoạn có kích thước khoảng 1162-3849 bp, tổng kích thước gen khoảng 26kb Hình 8-3 Tổ chức gen Rice ragged stunt virus (http://viralzone.expasy.org/all_by_species/616.html) Phương thức tái sinh : diễn tế bào chất + Virus xâm nhập vào tế bào ký chủ + Virus cởi bỏ lớp vỏ (do protease tế bào chủ) để tạo thành phân tử “lõi” + + + + + virus RdRp virus thực phiên mã sợi RNA (-) tạo mRNA monocistronic virus ( mũ hóa khơng tạo polyA), sau khỏi lõi vào tế bào chất mRNA dùng làm khuôn dịch mã tạo protein virus Lắp ráp phân tử virus “lõi” từ RNA (+) (mRNA) protein virus Trong phân tử “lõi” mới, sợi RNA (+) phiên mã thành RNA (-) để tạo RNA kép, sau đó, RNA(-) lại dùng làm khuôn để tổng hợp RNA (+) Các phân tử “ lõi” lắp ráp với protein cấu trúc tạo hạt virus hoàn chỉnh Các sản phẩm gen vai trò Phân đoạn S1 S2 S3 S4 Kích thước (bp) 3849 3810 3699 3823 Protein Chức P1 P2 P3 P4A(Pol) P4B Gai vỏ (Spike B) Protein vỏ lớp vỏ Protein vỏ lớp vỏ RdRp (P4A) P4B chưa rõ 21 S5 S6 S7 S8 2682 2157 1938 1814 P5 (Cap) P6 NS7 P8, P8A, P8B S9 S10 1132 1162 P9 NS10 Enzyme tạo mũ (Cap) guanintransferase Chưa rõ Protein phi cấu trúc, chưa rõ chức Protease (P8, P8A); protein vỏ lớp vỏ ngồi (P8B) Protein gai vỏ (spike A), đặc hiệu vector Protein phi cấu trúc, chưa rõ chức Phương thức lan truyền RRSV không lan truyền qua hạt giống, hạt phấn tiếp xúc học mà truyền qua vector rầy nâu Nilaparvata lugens theo kiểu bền vững tái sinh không truyền qua trứng rầy Tài liệu tham khảo Bài giảng « Virus thực vật, phytoplasma viroid »- Hà Viết Cường «Virus học » - Phạm Văn Ty, NXB Giáo dục 2007 http://viralzone.expasy.org/ http://www.nature.com/ http://www.wikipedia.org/ 22