VI. Ảnh hưởng của tác nhân vật lý, hoá học đến virus
2. Nhóm Virus DNA đơn.
Chỉ có một họ duy nhất là Parvoviridae.
Các virus chứa DNA đơn thường có genome nhỏ.
Tiến hành sao chép trong nhân nhờ DNA polymerase của tế bào để tạo DNA kép trung gian, gọi là dạng sao chép (RF-replicative form).
RF vừa dùng làm khuôn tổng hợp DNA đơn genome vừa dùng để phiên mã tạo mRNA sau đó dịch mã tổng hợp protein .
Một số virus có khiếm khuyết nên muốn nhân lên cần sự hỗ trợ của các virus khác.
Các virus có genome RNA.
Do vật liệu di truyền là RNA nên virus có cơ chế sao chép không giống với các cơ thể sống khác. Genome RNA của virus có các dạng phiên mã sau đây.
- RNA đơn, (+): Genome của virus chính là mRNA.
- RNA đơn, (-): mRNA được phiên mã từ genome của virus mẹ .
- RNA kép, phân đoạn: mRNA của virus được phiên mã riêng từ mỗi đoạn RNA genome của mẹ sử dụng transcriptase liên kết với mỗi đoạn.
Virus RNA có các đặc điểm sau:
Do tế bào chủ không có RNA polymerase phụ thuộc RNA nên enzyme này bắt buộc phải được mã hoá bởi genome virus và thường có mặt trong hạt virus trưởng thành.
Gen mã hoá cho RNA polymerase thường là gen lớn nhất trong genome và độc lập hoàn toàn với nhân tế bào chủ trong sao chép và phiên mã. Do vậy khác với virus DNA gây nhiễm ở eucaryota, rất nhiều virus tiến hành nhân lên hoàn toàn trong tế bào chất.
Các enzyme RNA polymerase phụ thuộc RNA hoạt động không chính xác như polymerase phụ thuộc DNA và không có khả năng đọc sửa (proofreading), nên có tần số đột biến rất cao, khoảng 10-3- 10-4 base, qua mỗi chu kỳ sao chép xuất hiện một đột biến, gấp 3-4 lần so với virus DNA. Điều này dẫn đến 3 hệ quả:
Tần số đột biến ở virus rất cao nên nếu virus có chu kỳ nhân nhanh thì sự biến đổi kháng nguyên cũng diễn ra nhanh, vì thế tính độc cũng phát triển rất nhanh. Điều này có được là do virus RNA thích nghi rất nhanh với sự thay đổi của điều kiện môi trường hoặc tế bào chủ.
Một số virus RNA đột biến nhanh đến nỗi chúng tạo thành và tồn tại các quần thể chứa các genome khác nhau ngay trong một vật chủ. Việc xác định chúng ở mức độ phân tử chỉ có thể dựa vào các trình tự chiếm đa số hoặc trung bình.
Do nhiều đột biến có hại cho sự nhân lên của virus, nên tần số đột biến đặt ở giới hạn cao hơn kích thước genome RNA, vào khoảng 10 nucleotit.
Sau đây là một số ví dụ về quá trình nhân lên của virus RNA.
3. Nhóm 3. Virus RNA đơn, (+)
Ví dụ virus gây bệnh bại liệt polio. Lúc đầu không có quá trình phiên mã, vì
RNA genome có trình tự nucleotid giống với trình tự của mRNA nên làm luôn chức năng của mRNA.
Có khả năng gây nhiễm vì genome mã hoá được cho tất cả các protein cần thiết của virus.
3.1. Dịch mã .
Genome RNA (+), dùng làm mRNA để tổng hợp polypeptit tiền chất lớn sau đó nhờ protease phân cắt thành các phân tử nhỏ có chức năng khác nhau như:
Protein cấu trúc tạo capsid.
RNA polymerase phụ thuộc RNA cần cho quá trình sao chép (tế bào không có enzyme này).
Protease phân cắt peptit lớn.
Protein gắn vào đầu 5' của genome (thay cho mũ) gọi là protein VPg, cần cho khởi đầu sao chép.
3.2. Tổng hợp RNA của virus.
Sự tạo thành genome mới xảy ra trên khuôn RNA dạng sao chép (RF). Dạng này được tạo thành bằng cách tổng hợp RNA (-) bổ sung trên khuôn RNA (+) mẹ.
Genome RNA (+) được tổng hợp trên khuôn RNA (-) của dạng sao chép RF
RNA polymerase phụ thuộc RNA tham gia tổng hợp cả RF và cả genome RNA (+) mới .
RNA (+) mới được tổng hợp có những chức năng sau:
Làm khuôn để tổng hợp nhiều RF rồi từ đó tổng hợp nhiều RNA genome.
Dùng làm genome cho các virus mới .
3.3. Lắp ráp.
Protein được tạo thành sau khi phân cắt polypeptit tiền chất sẽ lắp ráp với RNA genome mới trong tế bào chất để tạo ra virus mới
Với virus polio thì sự nhân lên hoàn toàn xảy ra trong tế bào chất
13.3.4. Giải phóng
Virus phá vỡ tế bào đột ngột để ồ ạt ra ngoài .