a. Sinh sản dinh dưỡng
1.4.1. Hình thái, kích thước và cấu tạo của virus
Virus có kích thước vơ cùng nhỏ, đi qua màng lọc vi khuẩn, không lắng trong li tâm thường, chỉ lắng trong siêu li tâm. Trong 1mm3 có thể chứa tới 10 vạn tỉ virus.
Hình 1.47. Kích thước và hình thái của một số virus điển hình
Virus được cấu tạo từ một loại acid nucleic (DNA hoặc RNA) một hoặc hai mạch, được bao bọc bảo vệ bằng vỏ protein bên ngồi (capsid), vì vậy người ta thường gọi chúng là nucleocapsid. Vỏ capsid có bản chất là protein, tập hợp bởi các đơn vi hình thái mà khoa học gọi là capsome, tạo nên khối hình cầu hoặc hình hộp bao bọc bảo vệ acid nucleic. Các capsid được sắp xếp theo ba kiểu cấu trúc là hình xoắn, hình khối và hình hỗn hợp.
Hình 1.48. Cấu tạo virus
Acid nucleic là phần bên trong được gọi là thể giống nhân của virus. Như mọi sinh vật khác, nhân virus quyết định mọi tính chất của sự di truyền kể cả loại có DNA hoặc RNA.
Tùy theo kiểu sắp đặt của các capsome mà có thể chia cấu trúc của virus thành hai loại: - Virus đối xứng khối: acid nucleic được cuộn thành cuộn tròn, cịn các capsome thì sắp xếp chặt chẽ xung quanh thành khối cầu hoặc hình đa diện (thường là hai mươi mặt) như hình quả dâu hoặc quả mâm xơi. Nhìn đại thể chúng có dạng hình cầu.
- Virus đối xứng xoắn: acid nucleic cuộn thành vịng xoắn ốc cịn các capsome thì sắp xếp bên ngồi vịng xoắn ốc đó theo sát từng vịng một, vì vậy các capsome tạo một ống xoắn. kiểu cấu trúc này tương tự như một bắp ngô, mỗi hạt ngô là một capsome bao bọc lấy phần lõi bên trong là acid nucleic.
Hình 1.49. Sự phân loại virus dựa vào hình thái (4 nhóm) 1.4.2. Thực khuẩn thể (Bacteriophage hay Phage)
Năm 1915, nhà vi khuẩn học người anh Twort đã phát hiện virus làm tan tụ cầu khuẩn. Năm 1917 nhà vi sinh Canada là Trot và Deren cũng nghiên cứu hiện tượng này và tìm ra
một loại virus ăn vi khuẩn. Họ đặc tên chúng là thực khuẩn thể (nghĩa là ăn vi khuẩn) hay còn gọi là Bacteriophage.
Hình 1.50. Thực khuẩn thể (Phage)
Mãi đến khi có kính hiển vi điện tử tương đối hồn chỉnh (1939) khoa học mới nhìn thấy virus thảm thuốc lá. Mặc dù virus thực vật được phát hiện sớm nhất nhưng những thí nghiệm sinh hóa và di truyền về sau lại tiến hành chủ yếu lên bacteriophage.
1.4.2.1. Hình dáng và cấu tạo của thực khuẩn thể
Phage có hình cầu hoặc hình bầu dục và một đi dài như dáng con nòng nọc với chiều dài tương đương nhau (~100 nm). Đầu phage là một khối đối xứng, bên ngoài là vỏ protid, bên trong là phân tử acid nucleic cuộn lại. Như vậy, riêng phần đầu Phage đã là một virus hồn chỉnh. Nhưng Phage lại có thêm đi gồm ba phần: trục lõi, bao co rút xung quanh trục và tấm đế có mang 6 gai và sợi tơ. Về mặt cấu tạo hóa học, đi Phage chỉ gồm protid và có nhiệm vụ trong việc tiếp xúc với tế bào vi khuẩn và giúp cho acid nucleic của Phage đột nhập vào vi khuẩn.
Hình 1.51. Những virus nhỏ lây nhiễm tế bào E.coli
1.4.2.2. Sự tái sinh của Phage
Cũng như mọi virus khác, quá trình này được chia thành 3 giai đoạn:
Giai đoạn thứ nhất
Phage hấp phụ trên tế bào vật chủ bằng các sợi tơ nhỏ ở phần đuôi, nhờ những đi này có chứa enzyme nên virus hịa tan dễ dàng vào bào tương của tế bào vật chủ sau đó đẩy phần acid nucleic vào trong tế bào vật chủ và để lại phần vỏ bên ngoài.
Giai đoạn thứ hai
Khi đã vào bên trong bào tương, Phage nhanh chóng tạo nên “protein sớm 1” ức chế mọi hoạt động của tế bào vật chủ và liền sau đó xuất hiện “protein sớm 2” tổng hợp nên acid nucleic của mình từng những dung dịch chất của tế bào vật chủ. Sau đó, “protein muộn” được hình thành tiếp để tạo thành vỏ còn gọi là “protidcapsid”.
Giai đoạn thứ ba
Enzyme hoạt động phá tan tế bào vật chủ và giải phóng Phage ra ngồi. Q trình tái sinh của Phage kéo dài khoảng vài chục phút cho đến vài chục giờ tùy theo loại, như loại có nhân DNA thì quá trình tái sinh kéo dài từ 12 đến 24 giờ, cịn loại có nhân RNA thì chỉ trong 4 đến 8 giờ.
1.4.2.3. Đặc tính sinh lý của Phage
Trong thực tế, phage phân bố khá rộng, nơi nào có vi khuẩn thì nơi đó có phage. Việc hiểu rõ các đặc điểm sinh học của phage giúp ta có thể khai thác những ảnh hưởng có lợi
đồng thời tìm ra những giải pháp nhằm hạn chế những ảnh hưởng có hại do phage gây ra trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm.