Virus – Wikipedia tiếng Việt

Related Articles

Về bài viết trình làng chủ đề dễ tiếp cận hơn, ít mang nặng tính kĩ thuật, xem Giới thiệu về virus

Virus, thường được viết là vi-rút (bắt nguồn từ tiếng Pháp virus /viʁys/),[1] còn được gọi là siêu vi, siêu vi khuẩn hay siêu vi trùng,[2] là một tác nhân truyền nhiễm chỉ nhân lên được khi ở bên trong tế bào sống của một sinh vật khác. Virus có thể xâm nhiễm vào tất cả các dạng sinh vật, từ động vật, thực vật cho tới vi khuẩn và vi khuẩn cổ.[3] Kể từ bài viết đầu tiên của Dmitriy Iosifovich Ivanovsky năm 1892, mô tả về một dạng mầm bệnh không thuộc vi khuẩn mà lây nhiễm vào cây thuốc lá, và sự khám phá ra virus khảm thuốc lá của Martinus Beijerinck năm 1898,[4] cho đến nay có khoảng 9,000 loại virus đã được miêu tả chi tiết,[5] mặc dù vẫn còn có tới hàng triệu (hoặc tỷ) dạng virus khác nhau.[6] Virus được tìm thấy ở hầu hết mọi hệ sinh thái trên Trái Đất và là dạng có số lượng nhiều nhất trong tất cả các thực thể sinh học.[7][8] Khoa học nghiên cứu virus được biết với tên virus học (virology), một chuyên ngành phụ của vi sinh.

Các phần tử (hay hạt) vi-rút (được gọi là virion hoặc vi-ri-ông) được tạo thành từ hai hoặc ba bộ phận: phần vật chất di truyền được tạo nên từ DNA hoặc RNA – những phân tử dài có mang thông tin di truyền, một lớp vỏ protein – được gọi với tên capsid – có chức năng bảo vệ hệ gen và một lớp vỏ bọc bên ngoài làm từ lipid mà bao bọc bên ngoài lớp vỏ protein khi virus ở ngoài tế bào (chỉ có trong một số trường hợp). Hình dạng của virus có sự khác nhau, từ dạng xoắn ốc hay khối hai mươi mặt đều đơn giản cho tới những cấu trúc phức tạp hơn. Một virus có kích thước trung bình vào khoảng 1/100 kích cỡ trung bình của một con vi khuẩn. Hầu hết virus đều quá nhỏ nên không thể quan sát trực tiếp dưới kính hiển vi quang học.

Nguồn gốc của virus trong lịch sử vẻ vang tiến hóa của sự sống không rõ ràng : một số ít hoàn toàn có thể đã tiến hóa từ những plasmid – những đoạn DNA ngắn có năng lực chuyển dời giữa những tế bào – trong khi số khác hoàn toàn có thể đã tiến hóa từ vi trùng. Trong tiến hóa, virus là một phương tiện đi lại chuyển gen ngang quan trọng, góp thêm phần ngày càng tăng sự phong phú di truyền. [ 9 ] Virus được công nhận là một dạng sống bởi một số ít nhà khoa học, do chúng có mang vật chất di truyền, hoàn toàn có thể sinh sản và tiến hóa trải qua quy trình tinh lọc tự nhiên. Tuy nhiên mặt khác chúng lại thiếu những đặc tính thiết yếu ( như cấu trúc tế bào ) – những điều được công nhận thoáng đãng là thiết yếu để được coi như sinh vật sống. Bởi vì chỉ có 1 số ít chứ không toàn bộ những phẩm chất thiết yếu, nên virus được miêu tả như ” những sinh vật ở bên lề của sự sống “. Tuy nhiên, virus chỉ hoàn toàn có thể xâm nhập qua một số ít tế bào nhất định nhờ có giác bám ( gai glycoprotein ) của virus bám đặc hiệu lên thụ thể của tế bào chủ. [ 10 ]

Virus lây lan theo nhiều cách; virus thực vật thường được truyền từ cây này sang cây khác qua những loài côn trùng hút nhựa cây như rệp vừng; trong khi virus động vật lại có thể được truyền đi nhờ những côn trùng hút máu. Những sinh vật mang mầm bệnh như vậy được gọi là những véc-tơ. Virus cúm lan truyền thông qua ho và hắt hơi. Norovirus và rotavirus, nguyên nhân chính của bệnh viêm dạ dày ruột siêu vi, lây lan qua đường phân-miệng và truyền từ người này sang người khác thông qua tiếp xúc, cũng như xâm nhập vào cơ thể qua thức ăn hay nước uống. HIV là một trong vài loại virus lây nhiễm thông qua quan hệ tình dục và tiếp xúc với máu bị nhiễm bệnh. Mỗi virus chỉ có thể xâm nhiễm vào một số dạng tế bào vật chủ nhất định, gọi là “biên độ vật chủ” (host range); biên độ này có thể rất hẹp hoặc rất rộng, tùy vào số lượng những sinh vật khác nhau mà virus có khả năng lây nhiễm.[11]

Sự xâm nhập của virus trong động vật hoang dã đã kích hoạt một phản ứng miễn dịch nhằm mục đích vô hiệu virus xâm nhiễm. Những phản ứng miễn dịch cũng hoàn toàn có thể được tạo ra bởi vắc-xin, giúp tạo ra miễn dịch dữ thế chủ động tự tạo so với một virus xâm nhiễm nhất định. Tuy nhiên, một số ít virus, gồm có những loại gây ra AIDS và viêm gan siêu vi, lại hoàn toàn có thể trốn tránh những phản ứng trên và gây ra sự nhiễm bệnh mãn tính. Đa phần những chất kháng sinh không có hiệu suất cao so với virus, dù vậy cũng đã có những loại thuốc kháng virus ( vắc-xin ? ) được tăng trưởng .

Từ virus trong tiếng Việt bắt nguồn từ từ tiếng Pháp virus /viʁys/.[1]. Từ virus trong tiếng Pháp thì bắt nguồn từ từ tiếng Latinh virus, có nghĩa là chất độc.[12] Virus được ghi nhận với nghĩa “tác nhân gây bệnh truyền nhiễm” lần đầu vào năm 1728,[13] trước khi Dmitri Ivanovsky phát hiện ra virus vào năm 1892. Thuật ngữ virion bắt đầu có từ năm 1959,[14] được dùng để chỉ một phần tử virus, đơn lẻ, ổn định, có khả năng lây nhiễm được giải phóng ra từ tế bào và hoàn toàn có thể xâm nhập các tế bào khác cùng loại.[15]

Vào những năm 1880, Louis Pasteur khi nghiên cứu về bệnh dại đã không thể tìm ra tác nhân gây ra bệnh này, và dự đoán về một mầm bệnh quá nhỏ để có thể phát hiện được dưới kính hiển vi.[16] Năm 1884, nhà vi sinh vật học người Pháp Charles Chamberland đã phát minh ra một bộ lọc (được biết tới ngày nay là bộ lọc Chamberland hay bộ lọc Chamberland-Pasteur) với các lỗ có kích thước còn nhỏ hơn cả vi khuẩn. Nhờ thế, ông có thể cho một dung dịch chứa vi khuẩn chảy qua bộ lọc và hoàn toàn loại bỏ chúng khỏi dung dịch.[17] Năm 1892, nhà sinh vật học người Nga, Dmitriy Iosifovich Ivanovskiy đã sử dụng bộ lọc này để nghiên cứu về thứ mà hiện nay được biết với tên virus khảm thuốc lá. Thí nghiệm của ông cho thấy chiết xuất từ lá cây thuốc lá nhiễm bệnh được nghiền nát vẫn có thể lây nhiễm sau khi lọc. D. I. Ivanovskiy đề xuất rằng sự nhiễm bệnh có thể là do một độc tố từ vi khuẩn gây ra, nhưng đã không theo đuổi ý tưởng đó.[18] Lý do là vì vào thời điểm đó, người ta đã nghĩ rằng tất cả các tác nhân truyền nhiễm đều có thể bị các bộ lọc giữ lại và chỉ có thể phát triển trên một môi trường dinh dưỡng – đây là một phần của thuyết mầm bệnh.[4] Năm 1898, nhà vi sinh vật học người Hà Lan Martinus Beijerinck đã lặp lại thí nghiệm và tin rằng dung dịch đã lọc vẫn còn chứa một dạng tác nhân truyền nhiễm mới.[19] Ông nhận thấy rằng tác nhân này chỉ có thể nhân lên trong tế bào đang phân chia, nhưng thí nghiệm của ông không chỉ ra là nó được làm từ các hạt; ông gọi tác nhân này là một contagium vivum fluidum (mầm sống có thể hòa tan) và sử dụng lại từ virus để gọi nó.[18] Beijerinck giữ quan điểm rằng virus có bản chất là chất lỏng, tuy nhiên về sau thuyết này đã bị bác bỏ bởi Wendell Stanley, người chứng minh được chúng có dạng hạt.[18] Trong cùng năm đó, Friedrich Loeffler và Frosch đã cho chảy lần đầu tiên dung dịch chứa virus động vật – tác nhân gây bệnh lở mồm long móng (aphthovirus) – qua một bộ lọc tương tự.[20]

Vào đầu của thế kỷ XX, Frederick Twort – một nhà vi khuẩn học người Anh – đã khám phá ra một nhóm những virus có thể xâm nhiễm vào vi khuẩn, mà nay gọi là thực khuẩn thể (bacteriophage hay phage),[21] và nhà vi sinh học người Canada gốc Pháp Félix d’Herelle đã miêu tả về virus rằng: khi thêm chúng vào vi khuẩn trên thạch agar, sẽ tạo ra những vùng vi khuẩn bị chết. Ông đã pha loãng chính xác một dịch huyền phù những virus trên và khám phá ra rằng những dịch pha loãng cao nhất (mật độ virus thấp nhất), thay vì giết chết toàn bộ vi khuẩn, đã tạo những vùng riêng biệt gồm những cá thể bị chết. Tính toán diện tích những vùng này và nhân với hệ số pha loãng cho phép ông tính được số lượng virus trong dịch huyền phù gốc.[22] Phage đã được cho rằng sẽ là một giải pháp điều trị tiềm năng cho những bệnh như thương hàn và tả, nhưng triển vọng của chúng đã bị lãng quên cùng với sự phát triển của penicillin. Nghiên cứu về phage đã cung cấp cái nhìn sâu hơn về sự bất hoạt và kích hoạt gen, và một cơ chế hữu hiệu cho việc đưa những gen bên ngoài vào bên trong vi khuẩn.

Cho đến cuối thế kỷ XIX, virus được định nghĩa dựa trên sự lây nhiễm của chúng, năng lực chống lọc, và việc chúng yên cầu phải có một vật chủ. Virus đã từng chỉ được nuôi trong thực vật và động vật hoang dã. Năm 1906, Ross Granville Harrison ý tưởng ra một giải pháp để nuôi dưỡng mô trong bạch huyết, và sau đó năm 1913, E. Steinhardt, C. Israeli, và R. A. Lambert đã sử dụng giải pháp này để tăng trưởng virus vaccinia trong những mảnh vụn của mô giác mạc chuột lang nhà. [ 23 ] Năm 1928, H. B. Maitland và M. C. Maitland đã nuôi virus vaccinia trong những thể huyền phù của thận gà băm nhỏ. Phương pháp của họ đã không được vận dụng thoáng đãng cho tới thập niên 1950, khi poliovirus được nuôi ở quy mô lớn phục vụ việc sản xuất vaccine. [ 24 ]Một bước nâng tầm khác đến vào năm 1931, khi nhà bệnh học Hoa Kỳ Ernest William Goodpasture đã nuôi dưỡng virus cúm và vài loại virus khác trong trứng gà đã thụ tinh. [ 25 ] Năm 1949, John Franklin Enders, Thomas Weller, và Frederick Robbins cũng nuôi cấy virus bại liệt trong tế bào phôi người, virus tiên phong được nuôi mà không sử dụng mô thể rắn của động vật hoang dã hay trứng. Công trình này được cho phép Jonas Salk tạo ra một vắc-xin bại liệt hiệu suất cao. [ 26 ]Những hình ảnh tiên phong của virus thu nhận được là nhờ sự ý tưởng ra kính hiển vi điện tử năm 1931 của hai kĩ sư người Đức Ernst Ruska và Max Knoll. [ 27 ] Năm 1935, Wendell Meredith Stanley – một nhà sinh hóa và virus học người Mỹ – đã điều tra và nghiên cứu virus khảm thuốc lá và nhận thấy chúng được tạo thành phần lớn từ protein. [ 28 ] Một thời hạn ngắn sau, virus này đã được phân tách thành những phần protein và RNA riêng không liên quan gì đến nhau. [ 29 ] Virus khảm thuốc lá là dạng virus tiên phong được tinh thể hóa và cấu trúc của nó do đó đã được làm sáng tỏ chi tiết cụ thể. Những hình ảnh nhiễu xạ tia X tiên phong của virus kết tinh đã được Bernal và Fankuchen thu được vào 1941. Dựa trên những tấm hình này, Rosalind Franklin đã mày mò ra cấu trúc DNA hoàn thành xong của loại virus này vào năm 1955. [ 30 ] Cùng trong năm đó, Heinz Fraenkel-Conrat và Robley Williams chứng tỏ được là chiết xuất RNA và vỏ protein của virus khảm thuốc lá hoàn toàn có thể tự lắp ráp lại để tạo thành những virus có tính năng, cho thấy chính sách đơn thuần này hoàn toàn có thể là cách virus sinh ra trong tế bào vật chủ. [ 31 ]

Nửa sau của thế kỷ XX đánh dấu một kỉ nguyên vàng cho sự khám phá virus với hầu hết trong số hơn 2.000 loài virus động vật, thực vật và vi khuẩn đã được phát hiện trong những năm này.[32] Năm 1957, virus arteri ở ngựa và virus gây bệnh tiêu chảy ở bò (một loại pestivirus) đã được phát hiện. Năm 1963, virus viêm gan siêu vi B cũng được Baruch Blumberg khám phá,[33] và năm 1965, Howard Temin đã mô tả loại retrovirus đầu tiên. Sau đó, enzym phiên mã ngược (Reverse transcriptase), loại enzym quan trọng mà retrovirus sử dụng để phiên mã RNA của chúng thành DNA, được miêu tả lần đầu vào năm 1970, một cách độc lập bởi Howard Martin Temin và David Baltimore.[34] Năm 1983, nhóm nghiên cứu của Luc Montagnier tại Viện Pasteur ở Pháp, đã lần đầu tiên phân lập một loại retrovirus được biết với tên gọi ngày nay là virus suy giảm miễn dịch ở người (HIV).[35]

Virus được tìm thấy ở bất kể nơi nào có sự sống và hoàn toàn có thể đã sống sót kể từ khi tế bào sống tiên phong được tiến hóa thành. [ 36 ] Nguồn gốc của virus không rõ ràng bởi chúng không tạo hóa thạch, vì thế những kĩ thuật phân tử đã được sử dụng để so sánh RNA hay DNA của virus và là một công cụ hiệu suất cao để điều tra và nghiên cứu xem chúng phát sinh ra làm sao. [ 37 ] Nhìn chung, có ba giả thuyết chính để lý giải nguồn gốc của virus : [ 38 ] [ 39 ]

Giả thuyết thoái hóa[sửa|sửa mã nguồn]

Giả thuyết này cho rằng virus có thể đã từng là những tế bào nhỏ ký sinh bên trong những tế bào lớn hơn. Trải qua thời gian, những gen không cần thiết cho sự ký sinh này mất đi. Những vi khuẩn như RickettsiaChlamydia cũng sống trong tế bào và giống như virus, chỉ có thể sinh sản khi ở bên trong tế bào vật chủ. Những vi khuẩn này đã hỗ trợ cho giả thuyết thoái lui, do sự phụ thuộc ký sinh của chúng có thể đã làm mất đi những gen cho phép chúng tồn tại bên ngoài tế bào. Giả thuyết này còn được gọi là “giả thuyết thoái hóa” (degenracy hypothesis),[40][41] hoặc “giả thuyết suy giảm” (reduction hypothesis).[42]

Giả thuyết nguồn gốc từ tế bào[sửa|sửa mã nguồn]

Theo giả thuyết này, một số virus có thể đã tiến hóa từ những mảnh DNA hay RNA mà “thoát ra” (escape) từ hệ gen của những sinh vật lớn hơn. DNA thoát ra có thể là từ những plasmid (những đoạn DNA trần mà có thể di chuyển giữa những tế bào) hoặc từ những transposon (những phân tử DNA mà nhân lên và di chuyển quanh những vị trí khác nhau bên trong bộ gen của tế bào).[43] Từng được gọi là những “gen nhảy”, transposon là những ví dụ của các yếu tố di truyền di động và có thể là nguồn gốc của một số virus. Chúng được Barbara McClintock phát hiện ở cây ngô vào năm 1950.[44] Đôi khi giả thuyết này còn được gọi là “giả thuyết lang thang” (vagrancy hypothesis),[40][45] hoặc “giả thuyết trốn thoát” (escape hypothesis).[42]

Giả thuyết đồng tiến hóa[sửa|sửa mã nguồn]

Giả thuyết này còn được gọi là “giả thuyết virus-đầu tiên” (virus-first hypothesis),[42] đề xuất rằng virus có thể đã tiến hóa từ những phân tử protein và axít nucleic phức tạp cùng một thời điểm khi tế bào xuất hiện lần đầu trên Trái Đất, và đã không hề bị phụ thuộc vào tế bào trong hàng tỷ năm. Viroid là những phân tử RNA mà không được phân loại là virus bởi chúng thiếu đi lớp vỏ protein. Tuy nhiên, chúng có những đặc tính tương đồng với vài loại virus và thường được gọi là những “tác nhân dưới virus” (subviral agent).[46] Viroid là những mầm bệnh quan trọng ở thực vật.[47] Chúng không mã hóa protein nhưng lại tương tác với tế bào chủ và sử dụng bộ máy tế bào vật chủ cho sự nhân lên của chúng.[48] Virus viêm gan siêu vi D trên người cũng có bộ gen RNA tương đồng với viroid nhưng có lớp vỏ protein xuất xứ từ virus viêm gan B và không có khả năng tạo ra lớp vỏ của riêng chúng. Vì vậy, chúng là một loại virus khiếm khuyết và không thể tự nhân lên mà không có virus viêm gan B giúp đỡ.[49] Tương tự như vậy, sputnik virophage cũng bị lệ thuộc vào mimivirus, loại virus lây nhiễm trên Acanthamoeba castellanii.[50] Những virus phụ thuộc vào sự hiện diện của những loài virus khác trong tế bào vật chủ được gọi là những vệ tinh và có thể là đại diện cho một bước trung gian trong quá trình tiến hóa giữa viroid và virus.[51][52]

Sự tranh cãi giữa những giả thuyết về nguồn gốc của virus[sửa|sửa mã nguồn]

Trong quá khứ, tổng thể những giả thuyết trên đều gặp phải yếu tố : giả thuyết thoái lui không lý giải được tại sao kể cả những ký sinh nội bào nhỏ nhất cũng không giống với virus ở bất kể góc nhìn nào. Giả thuyết trốn thoát không lý giải được về lớp vỏ capsid phức tạp và những cấu trúc khác của thành phần virus. Giả thuyết virus-đầu tiên thì trái với định nghĩa của virus là chúng yên cầu phải có tế bào chủ. [ 42 ] Cho đến lúc bấy giờ, virus được công nhận là rất cổ xưa và có nguồn gốc mà mở màn từ trước cả sự rẽ nhánh của sự sống vào ba vực. [ 53 ] Phát hiện này đã khiến những nhà virus học tân tiến phải xem xét và nhìn nhận lại cả ba giả thuyết cổ xưa trên. [ 53 ]Bằng chứng về một quốc tế của những tế bào RNA tổ tiên [ 54 ] và những nghiên cứu và phân tích máy tính về trình tự DNA của virus và vật chủ đã đem lại sự hiểu biết tốt hơn về mối quan hệ tiến hóa giữa những loại virus khác nhau, và hoàn toàn có thể giúp xác lập tổ tiên của những virus tân tiến. Cho đến nay, những nghiên cứu và phân tích này vẫn chưa chứng tỏ được giả thuyết nào ở trên là đúng. [ 54 ] Tuy nhiên, có vẻ như như ít có năng lực rằng toàn bộ những virus hiện đang được biết có cùng một tổ tiên chung, và virus có lẽ rằng đã phát sinh nhiều lần trong quá khứ bởi một hay nhiều chính sách. [ 55 ]

Prion là những phân tử protein có khả năng lây nhiễm mà không phải DNA hay RNA.[56] Chúng có thể gây các bệnh như bệnh ngứa điên ở cừu (scrapie), bệnh viêm não thể bọt biển ở bò (bệnh bò điên) và bệnh suy mòn mãn tính ở hươu; ở con người, những bệnh gây ra bởi prion bao gồm bệnh Kuru, bệnh Creutzfeldt–Jakob, và hội chứng Gerstmann–Sträussler–Scheinker.[57] Prion có khả năng nhân lên do một số protein có thể tồn tại ở hai hình dạng khác nhau, và prion thay đổi hình dạng thông thường của protein vật chủ thành dạng prion. Điều này sẽ phát động một phản ứng chuỗi khi mỗi protein prion biến đổi nhiều protein vật chủ thành nhiều prion hơn, và những prion mới này lại tiếp tục biến đổi càng lúc càng nhiều protein thành prion hơn nữa; và tất cả những bệnh liên quan tới prion được biết đến đều dẫn đến tử vong. Mặc dù những prion về cơ bản khá khác biệt với virus và viroid, thì sự khám phá ra chúng đã làm gia tăng niềm tin vào học thuyết rằng virus có thể đã tiến hóa từ những phân tử tự sao chép.[58]

Đặc điểm cơ bản[sửa|sửa mã nguồn]

  • Virus rất nhỏ bé, kích thước mỗi cá thể chỉ trong khoảng 20 nm đến 200 nm (nhỏ hơn vi khuẩn hàng ngàn lần).
  • Không có cấu tạo tế bào, không có màng kép lipid bao bọc.
  • Có đời sống kí sinh bắt buộc.
  • Vật chất di truyền là một trong hai loại: DNA hoặc RNA mà không có cả hai.
  • Không có hệ giải mã và dịch mã.
  • Không tăng kích thước (không lớn).
  • Không tự di chuyển.[59]
  • Không có khả năng tự phát triển và phân chia
  • Bị bất hoạt hoàn toàn khi ở ngoài vật chủ

Đặc điểm đời sống[sửa|sửa mã nguồn]

Có những ý kiến khác nhau về việc liệu virus có phải là một dạng sống không, hay chỉ là những cấu trúc hữu cơ tương tác với những sinh vật sống. Chúng đã được mô tả là “những sinh vật bên lề của sự sống” (“organisms at the edge of life”),[10] do chúng giống với những cơ thể sống ở chỗ chúng mang những gen và tiến hóa nhờ quá trình chọn lọc tự nhiên,[60] và có thể sinh sản băng cách tạo ra rất nhiều bản sao của chính chúng bằng cách tự lắp ráp. Dù vậy, chúng lại không có cấu trúc tế bào, thứ mà thường được coi như đơn vị cơ bản của sự sống. Virus cũng không có hệ thống trao đổi chất của riêng chúng, và đòi hỏi phải có một tế bào chủ để tạo ra cá thể mới. Chúng do đó không thể sinh sản tự nhiên bên ngoài tế bào vật chủ[61] – dù một số loài vi khuẩn như RickettsiaChlamydia được công nhận là sinh vật sống cũng có giới hạn tương tự.[62][63] Những dạng sống được chấp nhận thường phải sử dụng phân chia tế bào để sinh sản, trong khi virus lại tự lắp ráp bên trong tế bào. Chúng cũng khác với sự tăng trưởng tự động của những tinh thể, do chúng được thừa hưởng những đột biến di truyền và phải chịu sự chọn lọc tự nhiên. Sự tự lắp ráp của virus trong tế bào chủ có ý nghĩa quan trọng cho việc nghiên cứu nguồn gốc sự sống, và củng cố niềm tin cho giả thuyết về việc sự sống có thể đã bắt đầu từ những phân tử hữu cơ tự lắp ráp.[3]

Sơ đồ cách mà một vỏ Vỏ bọc protein của virus được tạo thành bằng cách sử dụng nhiều bản sao của chỉ hai phân tử protein .

Virus rất đa dạng về kích thước và hình dạng, được gọi chung là những hình thái của virus. Nhìn chung, virus có kích cỡ nhỏ hơn vi khuẩn. Hầu hết các virus được nghiên cứu có đường kính trong khoảng từ 20 đến 300 nanomet. Một số filovirus có tổng chiều dài lên tới 1400 nm; dù đường kính của chúng chỉ vào khoảng 80 nm.[64] Đa phần các virus đều không thể quan sát được bằng kính hiển vi quang học, cho nên kính hiển vi điện tử quét và truyền qua được sử dụng để trực quan hóa những virion.[65] Để gia tăng sự tương phản giữa virus và xung quanh, người ta phải sử dụng những “vết nhuộm” (“stain”) với mật độ electron dày đặc. Những dung dịch muối của những kim loại nặng, như wolfram, có thể phân tán electron khỏi những vùng được các vết nhuộm che phủ. Nếu virion được bao bọc bằng các vết nhuộm (nhuộm dương tính), những chi tiết tỉ mỉ sẽ bị che mờ. Phương pháp nhuộm âm tính vì thế sẽ giúp khắc phục vấn đề này khi chỉ nhuộm màu môi trường nền.[66]

Một thành phần ( hạt ) virus hoàn hảo – được gọi virion – gồm có axít nucleic được phủ bọc bởi một lớp vỏ protein bảo vệ gọi là capsid. Lớp vỏ này được tạo thành từ những tiểu đơn vị chức năng protein giống hệt nhau gọi là capsomer. [ 67 ] Ngoài ra, virus hoàn toàn có thể có một vỏ bọc bằng lipid có nguồn gốc từ màng tế bào vật chủ. Vỏ capsid được tạo ra từ protein được dịch mã bởi bộ gen của virus và hình dạng của chúng chính là cơ sở để phân biệt về mặt hình thái học. [ 68 ] [ 69 ] Các tiểu đơn vị chức năng protein do virus mã hóa sẽ tự lắp ráp để tạo nên vỏ capsid, nhìn chung sẽ yên cầu sự xuất hiện của bộ gen virus. Những virus phức tạp còn mã hóa những protein trợ giúp cho quy trình thiết kế xây dựng capsid của chúng. Những protein mà tích hợp với axít nucleic được biết với tên nucleoprotein, và sự phối hợp của những protein ở capsid với axít nucleic của virus được gọi là một nucleocapsid. Vỏ capsid và hàng loạt cấu trúc virus hoàn toàn có thể được thăm dò vật lý ( cơ học ) trải qua kính hiển vi lực nguyên tử. [ 70 ] [ 71 ] Nhìn chung, có bốn hình thái virus chính :

Cấu trúc virus khảm thuốc lá : RNA được cuộn trong một chuỗi xoắn gồm những tiểu đơn vị chức năng protein giống nhauHình ảnh kính hiển vi điện tử của adenovirus hình khối hai mươi mặt đềuVirus herpes với lớp vỏ bọc virus

Những virus này được tạo thành từ một loại capsomer duy nhất xếp chồng lên quanh một trục TT để tạo nên cấu trúc xoắn ốc, hoàn toàn có thể có một khoang TT hoặc là một ống rỗng. Sự sắp xếp này dẫn đến việc tạo ra những virion dạng hình que hay sợi, chúng hoàn toàn có thể ngắn và rất cứng, hoặc dài và rất linh động. Vật liệu di truyền nhìn chung là RNA sợi đơn ( ssRNA ), nhưng nhiều lúc là DNA sợi đơn ( ssDNA ), và được gắn chặt với chuỗi xoắn protein bằng những tương tác giữa axít nucleic mang điện tích âm và phần điện tích dương trên protein. Nói chung, độ dài của vỏ capsid xoắn ốc có tương quan tới độ dài của axít nucleic bên trong nó và đường kính thì phụ thuộc vào vào size và cách sắp xếp những capsomer. Loại virus khảm thuốc lá – mà đã được điều tra và nghiên cứu kĩ lưỡng – là một ví dụ của virus dạng xoắn ốc. [ 72 ]

Khối hai mươi mặt đều[sửa|sửa mã nguồn]

Hầu hết virus động vật hoang dã đều có dạng khối hai mươi mặt đều hoặc gần hình cầu với hai mươi mặt đều đối xứng. Một khối hai mươi mặt đều thông thường là cách tối ưu để tạo nên một vỏ khép kín từ những tiểu đơn vị chức năng giống y như nhau. Số lượng những capsomer tối thiểu cần đến là 12, trong đó mỗi capsomer tạo thành từ năm tiểu đơn vị chức năng y hệt nhau. Nhiều virus, ví dụ rotavirus, có nhiều hơn 12 capsomer và Open dưới dạng hình cầu nhưng vẫn giữ tính đối xứng. Capsomer tại mỗi đỉnh được bao quanh bởi 5 capsomer khác gọi là penton. Capsomer trên những mặt hình tam giác thì được bao quanh bởi 6 và gọi là hexon. [ 73 ] Hexon về thực chất thường phẳng và penton, cấu trúc tạo nên 12 đỉnh, lại thường cong. Cùng một protein cũng hoàn toàn có thể là tiểu đơn vị chức năng của cả penton và hexon, hoặc chúng hoàn toàn có thể được cấu trúc bởi những protein khác nhau .

Có cấu trúc một khối hai mươi mặt đều được lê dài gấp năm lần theo chiều dài của trục ; đây cũng cách sắp xếp thông dụng ở đầu của mỗi bacteriophage. Nó tạo thành một hình tròn trụ với nắp đậy ở hai đầu. [ 74 ]

Những virus này có một capsid mà không trọn vẹn xoắn hay trọn vẹn khối hai mươi mặt đều, và hoàn toàn có thể mang những cấu trúc thêm vào như đuôi protein hoặc một vách ngăn ngoài phức tạp. Một số bacteriophages, như Enterobacteria phage T4, có cấu trúc phức tạp gồm có một đầu hình khối hai mươi mặt đều gắn với một đuôi xoắn ; đuôi này hoàn toàn có thể có một đĩa nền lục giác đều với những sợi đuôi protein nhô ra. Cấu trúc đuôi này đóng vai trò một ống tiêm phân tử, giúp gắn vào vi trùng vật chủ rồi sau đó bơm bộ gen của virus vào bên trong tế bào. [ 75 ]

Một vài loài virus bao phủ bản thân chúng bằng một lớp vỏ bọc, là một dạng chỉnh sửa của một trong những màng tế bào: có thể là lớp màng ngoài bao quanh tế bào vật chủ bị nhiễm, hoặc màng trong như màng nhân hay mạng lưới nội chất, tạo ra một lớp lipid kép bao ngoài được gọi là vỏ bọc virus (viral envelope). Màng này được đính vào những protein mã hóa bởi bộ gen virus và bộ gen vật chủ; ngoài ra, tất cả màng lipid và bất cứ carbohydrate đều có nguồn gốc từ vật chủ. Virus cúm và HIV là ví dụ cho những loại sử dụng chiến thuật này. Hầu hết các virus có màng đều phụ thuộc vào lớp vỏ của chúng để có thể xâm nhiễm vào vật chủ.[76]

poxvirus là những virus lớn, phức tạp có hình thái bất thường. Bộ gen của chúng được gắn với protein bên trong một cấu trúc đĩa ở trung tâm gọi là một nucleoid. Nucleoid được bao quanh bởi một lớp màng và hai cơ quan ở hai bên mà không rõ chức năng. Virus có một vỏ bọc ngoài với một lớp protein dày đính trên bề mặt vỏ bọc. Về tổng thể, virion của poxvirus là đa hình thái, do có thể có hình dạng trứng hoặc hình dạng gạch.[77] Mimivirus là virus lớn nhất thường được biết, với đường kính vỏ capsid là 400 nm. Các sợi protein có thể nhô lên khỏi bề mặt với chiều dài lên tới 100 nm. Vỏ capsid có dạng đa giác đều dưới kính hiển vi điện tử, do đó có thể đây là một virus dạng khối hai mươi mặt đều.[78] Năm 2011, các nhà nghiên cứu đã khám phá ra một virus lớn hơn ở đáy đại dương gần bờ biển Las Cruces, Chile. Nó tạm được đặt tên là Megavirus chilensis, và có thể nhìn thấy được dưới kính hiển vi quang học cơ bản.

[79]

Một số loại virus khác[sửa|sửa mã nguồn]

Một vài loại virus mà lây nhiễm vào vi trùng cổ có cấu trúc phức tạp mà không tương quan tới bất kể dạng virus nào khác, với những hình dạng không bình thường rất phong phú, từ những cấu trúc hình con suốt, cho tới hình que có móc, hình giọt nước, hay thậm chí còn cả hình cái chai. Những virus trên vi trùng cổ giống khác thì tương tự như với những bacteriophage có đuôi, và hoàn toàn có thể có nhiều dạng cấu trúc đuôi khác nhau. [ 80 ]

Sự đa dạng bộ gen ở virus

Thuộc tính

Thông số

Axít nucleic

  • DNA
  • RNA
  • Cả DNA và RNA (ở những giai đoạn khác nhau trong vòng đời)

Hình dạng

  • Mạch thẳng
  • Mạch vòng
  • Phân đoạn

Số sợi

  • Sợi đơn
  • Sợi đôi
  • Sợi đôi với những vùng sợi đơn

Tính

  • Dương tính (+)
  • Âm tính (−)
  • Lưỡng tính (+/−)

Cách quy đổi kháng nguyên của VirusCó rất nhiều cấu trúc bộ gen hoàn toàn có thể được nhìn thấy ở những loài virus ; chúng là nhóm có sự phong phú cấu trúc bộ gen nhiều hơn thực vật, động vật hoang dã, vi trùng hay vi trùng cổ. Có tới hàng triệu loại virus khác nhau, [ 6 ] dù mới chỉ có khoảng chừng 5.000 trong số đó đã được miêu tả cụ thể. [ 5 ] Một virus có những gen DNA hay RNA được gọi tương ứng là một virus DNA hoặc virus RNA. Phần lớn virus có bộ gen là RNA. Virus thực vật có khuynh hướng có bộ gen RNA sợi đơn và bacteriophage thường có bộ gen DNA sợi đôi. [ 81 ]

Bộ gen virus có dạng mạch vòng, như ở polyomavirus, hay mạch thẳng, như ở adenovirus. Loại axít nucleic không liên quan tới hình dạng của bộ gen. Ở các virus RNA hay một số virus DNA, bộ gen thường được phân làm các phần riêng biệt, gọi là bị phân đoạn. Với virus RNA, mỗi phân đoạn thường mã hóa cho chỉ một protein và chúng thường được tìm thấy với nhau trong một capsid. Tuy nhiên, tất cả phân đoạn không bắt buộc phải ở trong cùng một virion của virus để có thể xâm nhiễm, như được minh chứng ở virus khảm brom và vài loại virus thực vật khác.[64]

Bộ gen virus, bất kể là loại axít nucleic nào, gần như luôn luôn có dạng sợi đơn hay sợi đôi. Bộ gen sợi đơn chứa một axít nucleic không bắt cặp, giống như một nửa của một cái thang bị cắt làm đôi ở giữa. Bộ gen sợi đôi có chứa hai axít nucleic bắt cặp bổ sung cho nhau, giống như toàn bộ cái thang. Những phần tử của một số họ virus, chẳng hạn những loại thuộc họ Hepadnaviridae, có một bộ gen mà một phần sợi đơn và một phần sợi đôi.[81]

Với hầu hết virus có bộ gen RNA và một số với bộ gen DNA sợi đơn, những sợi đơn lẻ được cho là có tính dương (+) hoặc tính âm (-), tùy thuộc vào liệu chúng có bổ sung với RNA thông tin (mRNA) của virus hay không. RNA dương tính tức là có cùng tính với mRNA và do vậy có ít nhất một phần của nó có thể dịch mã trực tiếp bởi tế bào vật chủ. RNA âm tính thì bổ sung với mRNA và do vậy phải được chuyển thành RNA dương tính bởi một enzym RNA polymerase phụ thuộc RNA trước khi dịch mã. Danh pháp DNA với virus bộ gen ssDNA đơn tính thì tương tự như danh pháp RNA, trong đó sợi mã hóa cho mRNA của virus thì bổ sung với nó (-) và sợi không mã hóa là một bản sao của nó (+).[81] Tuy nhiên, một vài loại virus ssDNA và ssRNA có bộ gen lưỡng tính trong đó sự phiên mã và dịch mã có thể xảy ở cả hai loại sợi trong một trung gian sao chép dạng sợi đôi. Ví dụ như geminivirus, những virus thực vật có bộ gen ssDNA, và arenavirus, những virus động vật có bộ gen ssRNA.[82]

Kích thước bộ gen khác biệt rất lớn giữa các loài. Bộ gen virus nhỏ nhất – circovirus ssDNA, thuộc họ Circoviridae – chỉ mã hóa cho hai loại protein và có kích cỡ bộ gen vào khoảng 2 nghìn cặp base; bộ gen lớn nhất – của mimivirus – có kích thước bộ gen lên tới hơn 1,2 triệu cặp base và mã hóa cho hơn 1000 protein.[83] Nói chung, virus RNA có bộ gen nhỏ hơn virus DNA do có tỷ lệ lỗi cao hơn khi sao chép, và có giới hạn trên về kích thước tối đa.[37] Khi vượt qua giới hạn này, những lỗi trong bộ gen khi sao chép sẽ làm cho virus trở nên vô dụng hoặc không có tính cạnh tranh. Để khắc phục điều này, virus RNA thường có bộ gen phân đoạn – chia bộ gen thành những phân tử nhỏ hơn – để làm giảm xác suất mà một lỗi trong một bộ gen đơn phần sẽ làm mất khả năng của toàn bộ bộ gen. Trái ngược lại, virus DNA thường có bộ gen lớn hơn do độ chính xác cao của những enzym sao chép của chúng.[84] Tuy nhiên những virus DNA sợi đơn là một ngoại lệ của quy luật này, bởi tỷ lệ đột biến ở bộ gen những loại này có thể đạt đến mức cực đại như ở trường hợp virus RNA sợi đơn.[85]

Virus cũng trải qua sự biến đổi di truyền theo một số cơ chế. Chúng bao gồm một quá trình gọi là biến động di truyền (hay trôi dạt di truyền, gentic drift) khi những base đơn lẻ trong RNA hoặc DNA đột biến thành những base khác. Hầu hết những đột biến điểm này đều “im lặng” – không thay đổi protein mà gen đó mã hóa – nhưng số khác lại có thể đem tới những lợi thế về tiến hóa như sự đề kháng với các thuốc kháng virus.[86] Sự trôi dạt kháng nguyên diễn ra khi có một thay đổi lớn trong bộ gen của virus, có thể là hệ quả của tái tổ hợp hoặc tái sắp xếp vật liệu di truyền. Khi điều này xảy ra với virus cúm, những đại dịch có thể sẽ xảy ra.[87] Virus RNA thường tồn tại ở dạng những loài giả (hay “biến chủng”, quasispecies) hoặc những đám virus của cùng một loài nhưng có trình tự nucleoside của bộ gen hơi khác nhau. Những biến chủng này là mục tiêu chính của chọn lọc tự nhiên.[88]

Những bộ gen phân đoạn cũng đem tới những lợi thế tiến hóa; các chủng khác nhau của cùng một virus với bộ gen phân đoạn có thể xáo trộn ngẫu nhiên và tổ hợp các gen để sản xuất ra những virus thế hệ sau (con cái) có những đặc tính độc nhất vô nhị. Điều này gọi là sự tái sắp xếp hay “sự giao phối của virus” (viral sex).[89]

Tái tổng hợp di truyền là quy trình mà một sợi DNA bị phá vỡ và sau đó nhập vào đoạn cuối của một phân tử DNA khác. Điều này hoàn toàn có thể xảy ra đồng thời khi virus xâm nhiễm vào tế bào và những nghiên cứu và điều tra về sự tiến hóa của virus đã cho thấy rằng tái tổng hợp rất tràn ngập ở những loài được điều tra và nghiên cứu. [ 90 ] Nó phổ cập ở cả virus RNA lẫn virus DNA. [ 91 ] [ 92 ]

Chu trình nhân lên[sửa|sửa mã nguồn]

Những quần thể virus – do là những thực thể vô bào – nên không hề tăng trưởng trải qua sự phân loại tế bào. Thay vào đó, chúng sử dụng cỗ máy và hệ trao đổi chất của tế bào vật chủ để tạo ra rất nhiều bản sao của chính chúng, và tự lắp ráp ở bên trong đó .

Một quy trình nhân lên nổi bật của virusMột số bacteriophage bơm bộ gene của chúng vào tế bào vi trùng ( hình không theo tỷ suất )Chu trình sống của virus có sự khác nhau rất lớn giữa những loài, nhưng nhìn chung có 6 quy trình tiến độ cơ bản trong quy trình sống ( vòng đời ) của virus : [ 93 ]

Vật liệu di truyền bên trong, và phương pháp nhân lên của những vật tư đó, khác nhau đáng kể giữa những loại virus khác nhau .

Virus DNA
Quá trình sao chép bộ gen ở hầu hết virus DNA diễn ra trong nhân tế bào. Nếu tế bào có thụ thể thích hợp trên bề mặt của nó, những virus này đôi khi sẽ đi vào trong tế bào bằng cách hợp nhất ngay với màng tế bào (ví dụ virus herpes) hoặc – hoặc thông thường hơn là bằng nhập vào qua trung gian thụ thể. Hầu hết virus DNA đều hoàn toàn phụ thuộc vào bộ máy sinh tổng hợp DNA và RNA, và bộ máy xử lý RNA của tế bào chủ; tuy nhiên, virus với bộ gen lớn hơn có thể tự mã hóa phần lớn bộ máy này. Ở sinh vật nhân chuẩn, bộ gen của virus phải xuyên qua màng nhân để tiếp cận với bộ máy trên, trong khi ở vi khuẩn, chúng chỉ cần đi vào bên trong tế bào là có thể tiếp cận.[101]
Virus RNA
Sự sao chép thường xuyên diễn ra ở tế bào chất. Virus RNA có thể được chia làm một trong bốn nhóm khác nhau phụ thuộc vào phương thức sao chép của chúng. Sự phân cực (tức khả năng nó có thể được ribosome sử dụng trực tiếp bởi ribosome để tạo ra protein hay không) của viru RNA sợi đơn là một tiêu chí quan trọng guyết định cơ chế sao chép; trong khi tiêu chí khác đó là vật liệu di truyền là sợi đơn hay sợi đôi. Tất cả virus RNA đều sử dụng enzym sao chép RNA của chính chúng để tạo ra những bản sao của bộ gen.[102]

Ảnh hưởng đến tế bào vật chủ[sửa|sửa mã nguồn]

Phạm vi của những tác động về cấu trúc và sinh hóa của virus lên tế bào vật chủ là rất rộng lớn.[105] Chúng được gọi là những tác động bệnh tích tế bào.[106] Hầu hết những sự xâm nhiễm virus cuối cùng đều dẫn đến cái chết của tế bào vật chủ. Nguyên nhân gây ra chết bao gồm làm tan tế bào (tiêu bào), thay đổi màng ngoài tế bào và chết rụng tế bào.[107] Thường tế bào bị chết là do việc ngừng lại các hoạt động thông thường của nó gây ra do sự ức chế của những protein đặc trưng của virus, dù không phải tất cả số đó đều là thành phần của các hạt virus.[108]

Một số virus không gây ra sự đổi khác rõ ràng so với tế bào bị nhiễm. Tế bào mà virus tiềm tan và bất hoạt thì cho thấy rất ít tín hiệu bị nhiễm và thường hoạt động giải trí thông thường. [ 109 ] Điều này gây nên sự nhiễm bệnh dai dẳng và virus thường ‘ ngủ đông ‘ trong nhiều tháng hoặc nhiều năm. Điển hình cho việc này là những virus herpes. [ 110 ] [ 111 ] Một số loại, như virus Epstein-Barr, hoàn toàn có thể khiến tế bào tăng sinh mà không gây ra khối u ác tính, [ 112 ] trong khi 1 số ít loại khác như virus papilloma lại được xem là một nguyên do được xác nhận của bệnh ung thư. [ 113 ]

Biên độ vật chủ[sửa|sửa mã nguồn]

Virus chính là những thực thể sinh học dồi dào nhất từ trước tới nay trên Trái Đất, và chúng có số lượng đông hơn tất cả những loài khác cộng lại với nhau.[114] Chúng có thể xâm nhiễm lên tất cả các dạng tế bào bao gồm của động vật, thực vật, vi khuẩn, vi khuẩn cổ và nấm.[5] Tuy nhiên, những loại khác nhau của virus thì chỉ có thể lây nhiễm trên một phạm vi giới hạn những vật chủ khác nhau, và nhiều loại có tính đặc hiệu loài. Một số, ví dụ như virus đậu mùa, chỉ có thể nhiễm vào một loài duy nhất – trong trường hợp này là con người,[115] và vì thế chúng được nói rằng có “biên độ vật chủ” (host range) hẹp. Những virus khác, ví dụ như virus dại, có thể lây lan trên nhiều loài động vật có vú, và do vậy có biên độ rộng.[116] Virus mà chỉ lây nhiễm vào thực vật thì vô hại với động vật, và hầu hết virus mà xâm nhiễm lên các động vật khác thì vô hại với con người.[117] Biên độ vật chủ của một số virus vi khuẩn – bacteriophage – thì bị giới hạn vào chỉ duy nhất một chủng vi khuẩn và chúng có thể được dùng để truy nguyên nguồn gốc bùng phát bệnh truyền nhiễm bằng một phương pháp gọi là phân loại bằng phage (phage typing).[118]

Phân loại virus tìm cách miêu tả tính phong phú của virus bằng cách đặt tên và nhóm chúng dựa trên cơ sở là những điểm tương đương. Năm 1962, André Lwoff, Robert Horne, và Paul Tournier là những người tiên phong tăng trưởng một giải pháp phân loại virus, dựa trên mạng lưới hệ thống thứ bậc của Linnaeus. [ 119 ] Hệ thống này tạo cơ sở cho sự phân loại theo ngành, lớp, bộ, họ, chi và loài. Virus được nhóm lại dựa theo những thuộc tính chung của chúng ( mà không phải của vật chủ ) và loại axít nucleic tạo nên bộ gen. [ 120 ] Về sau, Ủy ban Quốc tế về Phân loại Virus được xây dựng. Tuy nhiên, virus không được phân loại theo ngành hay lớp, do bộ gen có size nhỏ và tỷ suất đột biến cao khiến chúng khó xác lập tổ tiên ở trên cấp Bộ. Vì vậy, mạng lưới hệ thống phân loại Baltimore đã được sử dụng để bổ trợ sửa chữa thay thế cho những cấp bậc truyền thống cuội nguồn này .

Hệ thống phân loại ICTV[sửa|sửa mã nguồn]

Ủy ban Quốc tế về Phân loại Virus ( ICTV ) đã tăng trưởng mạng lưới hệ thống phân loại hiện hành và viết ra những hướng dẫn mà đề cao hơn đến những thuộc tính nhất định của virus để duy trì tính thống nhất của chúng trong một họ. Một mạng lưới hệ thống phân loại thống nhất đã được xây dựng. Báo cáo lần thứ 7 của ICTV đã chính thức hóa lần tiên phong khái niệm loài virus như thể taxon ( nhóm ) thấp nhất trong mạng lưới hệ thống thứ bậc phân nhánh của những nhóm virus. [ 121 ] Tuy nhiên, hiện tại chỉ có một phần nhỏ trong sự phong phú của virus được nghiên cứu và điều tra : nghiên cứu và phân tích những mẫu lấy từ con người cho thấy rằng có khoảng chừng 20 % trình tự virus được phục sinh là chưa từng được nhìn thấy trước đó, nghiên cứu và phân tích những mẫu lấy từ môi trường tự nhiên, như nước biển và trầm tích đại dương, giúp phát hiện ra một lượng lớn những trình tự mà trọn vẹn mới lạ với con người. [ 122 ]Cấu trúc mạng lưới hệ thống phân loại chung như sau :

Theo bảng phân loại năm 2013 của ICTV, có sáu bộ được xác lập, gồm có Caudovirales, Herpesvirales, Mononegavirales, Nidovirales, Picornavirales và Tymovirales. Bộ thứ bảy Ligamenvirales cũng đã được đề xuất kiến nghị. Ủy ban không chính thức phân biệt những phân loài, chủng và dòng phân lập. Tổng cộng lúc bấy giờ có 7 bộ, 87 họ, 19 phân họ, 349 chi và khoảng chừng 2.827 loài [ 123 ] [ 124 ]

Hệ thống phân loại Baltimore[sửa|sửa mã nguồn]

Hệ thống phân loại virus của Baltimore được dựa trên phương pháp virus tổng hợp mRNA

Nhà sinh vật học từng đoạt giải Nobel – David Baltimore đã phát minh ra hệ thống phân loại Baltimore.[34][125] Nó được sử dụng kết hợp với hệ thống phân loại ICTV trong phân loại virus hiện đại.[126][127][128]

Baltimore phân loại virus dựa trên chính sách sản xuất RNA thông tin ( mRNA ). Virus phải tạo ra mRNA từ bộ gen của chúng để sản xuất protein và sao chép chính chúng, nhưng có những chính sách khác nhau đã được sử dụng để đạt được điều này trong mỗi họ virus. Bộ gen virus hoàn toàn có thể là sợi đơn ( ss ) hoặc sợi đôi ( ds ), RNA hoặc DNA, và hoàn toàn có thể sử dụng enzym phiên mã ngược ( RT ) hoặc không. Thêm vào đó, những virus ssRNA hoàn toàn có thể là dương bản ( + ) hoặc âm bản ( − ). Hệ thống phân loại này sắp xếp virus vào 7 nhóm :

Lấy một ví dụ, virus thủy đậu, Varicella zoster virus (VZV), thuộc về bộ Herpesvirales, họ Herpesviridae, phân họ Alphaherpesvirinae, và chi Varicellovirus. VZV thuộc nhóm I trong Phân loại Baltimore do nó là một virus DNA sợi đôi và không sử dụng phiên mã ngược.

Bệnh virus ở con người[sửa|sửa mã nguồn]

Star of life2.svg Wikipedia tiếng Việt không bảo đảm và không chịu trách nhiệm về tính pháp lý và độ chính xác của các thông tin có liên quan đến y học và sức khỏe. Đề nghị liên hệ và nhận tư vấn từ các bác sĩ hay các chuyên gia. Khuyến cáo cẩn thận khi sử dụng các thông tin này. Xem chi tiết lại Wikipedia:Phủ nhận y khoa và Wikipedia:Phủ nhận về nội dung.về tính pháp lý và độ đúng chuẩn của những thông tin có tương quan đến y học và sức khỏe thể chất. Khuyến cáo cẩn trọng khi sử dụng những thông tin này [129]Tổng quan về những loại bệnh virus chính và những loài điển hình nổi bật nhất tương quanNhững ví dụ về những loại bệnh thường thì ở người gây ra do virus gồm có cảm lạnh, cúm, thủy đậu và mụn rộp ở môi. Nhiều bệnh nghiêm trọng như ebola, AIDS, cúm gia cầm, và SARS cũng gây ra bởi virus. Một số bệnh đang được tìm hiểu xem liệu chúng cũng có một virus là tác nhân gây bệnh không, ví dụ điển hình mối liên hệ nếu có giữa virus herpes 6 ở người ( HHV6 ) và những bệnh thần kinh như bệnh đa xơ cứng và hội chứng stress mãn tính. [ 130 ] Có những tranh cãi xung quanh bornavirus, trước thường được coi là gây nên những bệnh thần kinh ở ngựa, hoàn toàn có thể nào là thủ phạm của những bệnh tinh thần ở người hay không. [ 131 ]

Các virus có những cơ chế gây bệnh khác nhau ở một sinh vật, phụ thuộc phần lớn vào loài virus. Cơ chế ở cấp độ tế bào chủ yếu là tiêu bào – sự mở tan và cái chết của tế bào sau đó. Ở các sinh vật đa bào, nếu có đủ số lượng tế bào chết, toàn bộ cơ thể sẽ bắt đầu chịu tác động. Mặc dù virus cũng gây nên sự gián đoạn của cân bằng nội môi khỏe mạnh, gây nên bệnh tật, chúng có thể cùng tồn tại một cách vô hại bên trong một sinh vật. Một ví dụ là khả năng của virus herpes đơn dạng, nguyên nhân gây ra bệnh rộp môi, có thể duy trì trạng thái bất hoạt bên trong cơ thể người. Đây gọi là trạng thái tiềm ẩn (latency)[132] và là một đặc tính của các virus herpes, bao gồm virus Epstein-Barr, gây ra bệnh sốt tuyến, và virus varicella zoster, loại gây ra thủy đậu và zona. Hầu hết loài người đều đã từng nhiễm ít nhất một trong số các loại virus herpes.[133] Tuy nhiên, những virus tiềm ẩn này đôi khi có thể có lợi, vì sự có mặt của virus làm gia tăng sự miễn dịch chống lại các mầm bệnh vi khuẩn, ví dụ như Yersinia pestis.[134]

Một số loại virus có thể gây ra sự nhiễm bệnh mãn tính hoặc suốt đời, khi mà virus tiếp tục nhân lên trong cơ thể bất kể có những cơ chế phòng ngự của vật chủ.[135] Điều này rất phổ biến với bệnh do virus viêm gan B và viêm gan C. Những người bị nhiễm bệnh mãn tính gọi là những người mang (carrier), do họ đóng vai trò một nguồn dự trữ loại virus xâm nhiễm.[136] Ở những quần thể có tỷ lệ người mang cao, căn bệnh được coi là có tính địa phương.[137]

Dịch tễ học[sửa|sửa mã nguồn]

Dịch tễ học virus là một nhánh của y học, điều tra và nghiên cứu sự lây truyền và trấn áp bệnh truyền nhiễm do virus gây ra ở con người. Sự lây truyền của virus hoàn toàn có thể theo chiều dọc, tức từ mẹ sang con, hoặc chiều ngang, tức từ người này sang người khác. Những ví dụ về truyền bệnh theo chiều dọc là virus viêm gan B và HIV, ở đây trẻ con sinh ra đã bị nhiễm virus lây từ mẹ. [ 138 ] Một ví dụ khác, hiếm hơn, là virus varicella zoster, loại mặc dầu chỉ gây ra sự nhiễm bệnh tương đối nhẹ ở người, lại hoàn toàn có thể gây tử trận với thai nhi và trẻ sơ sinh. [ 139 ]Truyền bệnh theo chiều ngang là chính sách lây lan virus thông dụng nhất trong quần thể. Sự lây bệnh hoàn toàn có thể xảy ra khi : chất dịch khung hình được trao đổi trong hoạt động giải trí tình dục ( ví dụ HIV ) ; máu được trao đổi do truyền máu bị nhiễm bệnh hoặc dùng chung kim tiêm ( ví dụ virus viêm gan C ) ; trao đổi nước bọt qua đường miệng ( ví dụ virus Epstein-Barr ) ; thực phẩm và nước bị nhiễm bẩn đi qua đường tiêu hóa ( ví dụ norovirus ) ; hít phải những sol khí chứa virion ( ví dụ virus cúm ) ; và những vector côn trùng nhỏ như muỗi đưa mầm bệnh xâm nhập qua da của người bệnh ( ví dụ sốt xuất huyết ). Tỷ lệ hoặc vận tốc lây truyền bệnh virus phụ thuộc vào vào những tác nhân như tỷ lệ dân số, số thành viên nhạy cảm ( như những người không miễn dịch ), [ 140 ] chất lượng y tế và thời tiết. [ 141 ]

Dịch tễ học được ứng dụng để phá vỡ chuỗi lây nhiễm trong các quần thể đang phải chịu sự bùng phát dịch bệnh do virus.[142] Các phương pháp kiểm soát được dựa trên những kiến thức về cách mà virus lây lan. Việc tìm ra nguồn bệnh của sự bùng phát dịch và việc xác định virus rất quan trọng. Một qua virus đã được định danh, chuỗi lan truyền có thể được phá vỡ nhờ các vắc-xin; hoặc khi vắc-xin không có sẵn thì vệ sinh và khử trùng cũng có thể có hiệu quả. Thông thường, những người nhiễm bệnh bị cô lập khỏi phần còn lại của cộng đồng, và những người đã tiếp xúc với virus sẽ bị đặt trong tình trạng cách ly.[143] Để khống chế sự bùng phát bệnh lở mồm long móng ở bò tại Anh năm 2001, hàng ngàn con bò đã bị giết.[144] Hầu hết bệnh truyền nhiễm do virus ở người và các động vật khác có thời kỳ ủ bệnh khi sự nhiễm bệnh không gây ra dấu hiệu hay triệu chứng nào.[145] Thời gian ủ bệnh do virus dao động từ một vài ngày đến vài tuần, được biết với hầu hết bệnh do virus.[146] Mặc dù có hơi chồng lấn lên nhau, nhưng chủ yếu diễn ra sau thời kỳ ủ bệnh là một thời kỳ lây lan— giai đoạn mà một cá thể nhiễm bệnh dễ lây nhiễm và có thể lây sang những người hay động vật khác.[146] Điều này cũng xảy ra với nhiều bệnh virus, và hiểu biết về độ dài của hai thời kỳ rất quan trọng đối với sự kiểm soát các trận dịch.[147] Khi sự bùng phát gây nên một tỷ lệ cao bất thường các ca bệnh trong một cộng đồng hay một vùng, chúng được gọi là những “dịch bệnh” hay “dịch” (epidemic). Nếu sự bùng phát lan ra toàn thế giới, chúng được xem như những “đại dịch” (pandemic).[148]

Dịch và đại dịch[sửa|sửa mã nguồn]

Những quần thể người Mỹ địa phương đã bị tàn phá bởi những căn bệnh truyền nhiễm, đặc biệt quan trọng bệnh đậu mùa, do những thực dân châu Âu mang tới châu Mỹ. Người ta không rõ là đã có bao nhiêu người Mỹ địa phương bị chết do những căn bệnh ngoại lai Open sau sự xuất hiện của Columbus ở châu Mỹ, nhưng đã ước tính là lên tới 70 % dân số địa phương. Sự tiêu diệt do những căn bệnh này gây ra đã tương hỗ đáng kể cho nỗ lực của người châu Âu để thay thế sửa chữa và chinh phục những hội đồng địa phương nơi đây. [ 149 ]Nhìn chung, một đại dịch là một dịch bệnh mang tính toàn thế giới. Đại dịch cúm 1918, diễn ra cho đến năm 1919, là một đại dịch cúm nằm trong nhóm 5 ( nhóm nghiêm trọng nhất ) trong Chỉ số Nghiêm trọng của Đại dịch ( PSI ), gây ra bởi một dạng virus cúm A nguy khốn chết người và nghiêm trọng một cách không bình thường. Các nạn nhân thường là những người trẻ tuổi khỏe mạnh, trái ngược với hầu hết những dịch cúm khác vốn đa phần ảnh hưởng tác động đến trẻ nhỏ, người già, hoặc nếu không là những bệnh nhân ốm yếu. [ 150 ] Những ước tính bắt đầu nói rằng dịch cúm này đã giết chết khoảng chừng 40 – 50 triệu người, [ 151 ] trong khi những điều tra và nghiên cứu gần đây hơn yêu cầu rằng nó hoàn toàn có thể đã giết hại lên tới 100 triệu người, tức khoảng chừng 5 % dân số quốc tế chỉ trong năm 1918. [ 152 ]

Virus Ebola ( trên ) và virus Marburg ( dưới )Nhiều nhà điều tra và nghiên cứu tin rằng virus HIV có nguồn gốc từ châu Phi cận Sahara trong thế kỷ XX ; [ 153 ] nó lúc bấy giờ được công nhận là một đại dịch, với ước tính khoảng chừng 38,6 triệu người hiện sống với căn bệnh này trên toàn quốc tế. [ 154 ] Chương trình Phối hợp của Liên Hiệp Quốc về HIV / AIDS ( UNAIDS ) và Tổ chức Y tế Thế giới ( WHO ) ước tính rằng AIDS đã giết hại hơn 25 triệu người tính từ khi được ghi nhận lần đầu vào 5 tháng 6 năm 1981, khiến nó là một trong những dịch bệnh hủy hoại nhất được ghi lại trong lịch sử dân tộc. [ 155 ] Chỉ trong năm 2007, có thêm khoảng chừng 2,7 triệu ca nhiễm HIV mới và thêm 2 triệu người chết có tương quan tới HIV. [ 156 ]

Một số mầm bệnh virus cực kỳ nguy hiểm khác là những thành viên của họ Filoviridae. Filovirus là những virus gây ra bệnh sốt xuất huyết siêu vi, bao gồm virus Ebola và virus Marburg. Virus Marburg đã thu hút sự quan tâm rộng rãi của báo chí vào tháng 4 năm 2005 với một trận bùng phát đầu tiên ở Angola. Bệnh do vi rút Ebola cũng gây ra các đợt bùng phát không liên tục với tỷ lệ tử vong cao, kể từ năm 1976 khi lần đầu tiên được xác định. Tệ nhất và gần đây nhất là dịch bệnh tại Tây Phi năm 2014.[157]

Một giống coronavirus Open tại Vũ Hán, Trung Quốc vào tháng 11 năm 2019 và nhanh gọn lây lan trên toàn thế giới. Được cho là bắt nguồn từ loài dơi và sau đó được đặt tên là SARS-CoV-2, gây ra đại dịch vào năm 2020. [ 158 ] [ 159 ] [ 160 ] Những hạn chế chưa từng có trong thời bình đã được đặt ra so với việc đi lại quốc tế và lệnh giới nghiêm được vận dụng ở một số ít thành phố lớn trên toàn quốc tế. [ 161 ]

Xem thêm thông tin : Oncovirus Quá trình ung thư do virus

Virus là một nguyên nhân được công nhận của bệnh ung thư ở con người và các loài khác. Ung thư do virus chỉ xảy ra ở một số ít người (hay động vật) bị nhiễm. Virus ung thư đến từ một loạt các họ virus, ở cả hai nhóm virus RNA và DNA, và không có bất kỳ loại đơn lẻ nào là “oncovirus” (một thuật ngữ đã lỗi thời ban đầu dùng để chỉ retrovirus chuyển đổi cấp). Sự phát triển của ung thư do virus được xác định bởi nhiều nhân tố, như sự miễn dịch của vật chủ[162] và những đột biến bên trong vật chủ.[163] Virus được đồng thuận là gây ra bệnh ung thư ở người bao gồm một số kiểu gen của các loại virus papilloma ở người, virus viêm gan B, virus viêm gan C, virus Epstein-Barr, virus herpes ung thư mô liên kết Kaposi và virus ưa lympho T ở người. Một loại virus ung thư ở người mới khám phá gần đây là polyomavirus (virus polyoma tế bào Merkel) mà gây ra phần lớn các ca của một dạng ung thư da hiếm gặp gọi là ung thư biểu mô tế bào Merkel.[164]

Những virus viêm gan cũng có thể phát triển thành bệnh virus mãn tính mà dẫn tới ung thư gan.[165][166] Sự xâm nhiễm của virus ưa bạch cầu T ở người cũng có thể dẫn tới chứng liệt cứng chi dưới nhiệt đới và ung thư bạch cầu tế bào T trưởng thành.[167] Virus papilloma cũng được xác định là một trong những nguyên nhân của các dạng ung thư cổ tử cung, da, hậu môn, và dương vật.[168] Trong họ Herpesviridae, virus herpes ung thư mô liên kết Kaposi gây ra bệnh ung thư mô liên kết Kaposi (Kaposi’s sarcoma) và ung thư hạch khoang cơ thể, và virus Epstein–Barr gây ra ung thư hạch Burkitt, ung thư hạch Hodgkin, rối loạn tăng sinh lympho B và ung thư vòm họng.[169] Virus polyoma tế bào Merkel cũng có sự liên hệ mật thiết với SV40 và virus polyoma ở chuột mà đã được sử dụng như những mô hình tiêu biểu cho virus gây ung thư ở động vật trong hơn 50 năm qua.[170]

Cơ chế phòng ngự của vật chủ[sửa|sửa mã nguồn]

Rào chắn bảo vệ tiên phong của khung hình chống lại virus là mạng lưới hệ thống miễn dịch tự nhiên. Nó gồm có những tế bào và những chính sách khác giúp bảo vệ vật chủ chống lại sự xâm nhiễm một cách không đặc hiệu. Điều này có nghĩa là những tế bào của mạng lưới hệ thống tự nhiên sẽ ghi nhận và phản ức với mầm bệnh theo một cách chung chung, nhưng không giống với mạng lưới hệ thống miễn dịch thích ứng, nó không cung ứng sự miễn dịch bảo vệ hoặc lâu dài hơn với vật chủ. [ 171 ]Can thiệp RNA là một chính sách phòng ngự bẩm sinh khác chống lại virus. [ 172 ] Nhiều loại virus có kế hoạch nhân lên mà có sự tham gia của RNA sợi đôi ( dsRNA ). Khi một virus như vậy lây nhiễm vào tế bào, nó giải phóng phân tử RNA của nó, thứ mà ngay lập tức sẽ gắn vào một phức tạp protein gọi là dicer, một enzym cắt RNA thành những mảnh nhỏ. Một con đường sinh hóa gọi là phức tạp RISC được kích hoạt, giúp phân hủy mRNA của virus và tế bào sẽ sống sót qua khỏi sự nhiễm bệnh. Rotavirus tránh chính sách này bằng cách không lột vỏ trọn vẹn bên trong tế bào, và giải phóng mRNA mới qua những lỗ trong vỏ capsid trong của hạt virus. Bộ gen dsRNA nhờ thế vẫn được bảo vệ bên trong hạch tâm của virion. [ 173 ] [ 174 ]Khi một mạng lưới hệ thống miễn dịch thích ứng của một động vật hoang dã có xương sống gặp phải một virus, nó sẽ sản sinh ra những kháng thể đặc hiệu, gắn vào virus và thường làm nó không nhiễm bệnh. Đây gọi là miễn dịch dịch thể. Có hai loại kháng thể rất quan trọng, Loại tiên phong gọi là IgM, rất hiệu suất cao trong việc trung hòa virus, được sản xuất bởi tế bào của hệ miền dịch chỉ trong vài tuần. Loại thứ hai, gọi là IgG, được sản xuất không số lượng giới hạn. Sự hiện hữu của IgM trong máu vật chủ được sử dụng để kiểm tra sự nhiễm bệnh cấp tính, trong khi IgG bộc lộ về sự nhiễm bệnh vào một lúc nào đó trong quá khứ. [ 175 ] Kháng thể IgG cũng được đo trong những xét nghiệm miễn dịch. [ 176 ]Kháng thể cũng liên tục trở thành một chính sách phòng ngự hữu hiệu ngay cả sau khi virus đã khống chế và xâm nhập vào tế bào chủ. Một protein trong tế bào này, gọi là TRIM21, hoàn toàn có thể gắn vào kháng thể trên mặt phẳng của thành phần virus. Điều này sẵn sàng chuẩn bị cho sự hủy hoại virus sau đó triển khai bởi những enzym của mạng lưới hệ thống proteosome trong tế bào. [ 177 ]

Hai rotavirus : virus bên phải được bọc bởi kháng thể mà ngăn ngừa nó bám vào tế bào và xâm nhiễm .Sự bảo vệ thứ hai của động vật hoang dã có xương sống chống lại virus là miễn dịch qua trung gian tế bào, tương quan đến những tế bào miễn dịch được biết đến với tên tế bào T. Tế bào của khung hình liên tục hiển thị những đoạn protein ngắn trên mặt phẳng tế bào, và nếu tế bào T nhận ra được một phân đoạn được hoài nghi là của virus ở đây, tế bào chủ sẽ bị những tế bào giết tự nhiên T hủy hoại, và những tế bào T đặc hiệu với virus sẽ sinh sôi nhanh gọn. Những tế bào như đại thực bào là những chuyên viên trong quy trình trình diện kháng nguyên. [ 178 ] Sự sản xuất ra những interferon cũng là một chính sách bảo vệ quan trọng. Đây là một hormone do khung hình sinh ra khi virus Open. Vai trò của nó trong sự miễn dịch rất phức tạp ; nó ở đầu cuối sẽ làm dừng lại sự sinh sản của virus bằng cách giết chết tế bào bị nhiễm và những tế bào xung quanh nó. [ 179 ]

Không phải tất cả sự xâm nhiễm virus đều tạo ra một phản ứng miễn dịch bảo vệ theo cách trên. HIV trốn tránh khỏi hệ thống miễn dịch bằng cách liên tục thay đổi trình tự amino acid của protein trên bề mặt virion. Loại virus dai dẳng này trốn tránh sự kiểm soát miễn dịch bằng cách cô lập, phong tỏa trình diện kháng nguyên, đề kháng lại cytokine, tránh khỏi hoạt động của tế bào giết tự nhiên và chết rụng tế bào, cùng sự trôi dạt kháng nguyên.[180] Một số loại virus khác, được gọi là virus hướng thần kinh, có thể lây lan đến các tế bào thần kinh nơi hệ thống miễn dịch không thể nào tiếp cận chúng.

Phòng tránh và chữa trị[sửa|sửa mã nguồn]

Vì nguyên do virus sử dụng những con đường trao đổi chất quan trọng trong tế bào cho việc sinh sản, nên nói chung rất khó để vô hiệu chúng mà không sử dụng những loại thuốc gây ra những ảnh hưởng tác động ô nhiễm đến tế bào chủ. Những cách tiếp cận y tế hiệu suất cao nhất so với bệnh do virus là sử dụng tiêm chủng để phân phối năng lực miễn dịch so với sự xâm nhiễm của virus, và dùng thuốc kháng virus để can thiệp có tinh lọc lên quy trình nhân lên của chúng .

Tiêm chủng là một giải pháp có phi tổn thấp và hữu hiệu để ngăn ngừa sự xâm nhiễm của virus. Các vắc-xin đã được sử dụng để ngăn ngừa để ngăn ngừa virus lây nhiễm trong một thời hạn dài trước khi tìm thấy những loại virus thực sự. Việc sử dụng vắc-xin đã dẫn tới sự suy giảm đáng kể trong tỷ suất mắc bệnh ( bị ốm ) và tỉ lệ tử trận ( bị chết ) bởi những bệnh tương quan tới virus như bại liệt, sởi, quai bị và rubella. [ 181 ] Đặc biệt bệnh đậu mùa đã trọn vẹn bị loại trừ nhờ những chiến dịch tiêm chủng quy mô lớn. [ 182 ] Vắc-xin có năng lực ngăn ngừa hơn 13 bệnh lây nhiễm do virus khác ở người, [ 183 ] và nhiều bệnh hơn ở động vật hoang dã. [ 184 ] Vắc-xin hoàn toàn có thể gồm có những virus còn sống đã làm giảm độc lực hoặc virus đã chết, hay những protein của virus ( kháng nguyên ). [ 185 ] Vắc-xin sống có chứa những dạng đã bị làm suy yếu của virus, những dạng này không gây ra bệnh nhưng lại hoàn toàn có thể tạo ra sự miễn dịch. Vắc-xin sống hoàn toàn có thể gây nguy khốn nếu được đưa vào khung hình người mà có hệ miễn dịch yếu ( người bị suy giảm miễn dịch ), bởi ở những người này, virus suy yếu vẫn hoàn toàn có thể gây ra bệnh như bắt đầu. [ 186 ] Công nghệ sinh học và những kĩ thuật di truyền đã được sử dụng để sản xuất ra vắc-xin tiểu đơn vị chức năng. Loại vắc-xin này chỉ sử dụng duy nhất protein ở vỏ capsid của virus. Vắc-xin virus viêm gan B là ví dụ cho loại vắc-xin này. [ 187 ] Vắc-xin tiểu đơn vị chức năng thì bảo đảm an toàn với những bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch do chúng không thể nào gây ra căn bệnh. [ 188 ] Vắc-xin virus sốt vàng, một chủng vắc-xin sống đã giảm độc lực được gọi là 17D, được xem hoàn toàn có thể là chủng vắc-xin bảo đảm an toàn và hiệu suất cao nhất mà con người từng tạo ra. [ 189 ]

Thuốc kháng virus[sửa|sửa mã nguồn]

Những loại thuốc kháng virus thường là những chất tương tự như nucleoside – thành phần kiến thiết xây dựng nên DNA – khiến virus nhầm lẫn và tích hợp chúng vào trong bộ gen của virus lúc đang ở trong quy trình sinh sản. Vòng đời của virus sau đó sẽ bị dừng lại do DNA mới tổng hợp rơi vào trạng thái bất hoạt. Điều này là bởi những chất tương tự như này thiếu đi nhóm hydroxyl ( – OH ), nhóm mà cùng với những nguyên tử phosphor, link với nhau để tạo nên một bộ ” xương sống ” can đảm và mạnh mẽ cho phân tử DNA. Việc làm này gọi là sự ngắt mạch DNA. [ 190 ] Những ví dụ cho chất tương tự như nucleoside là aciclovir, thuốc kháng lây nhiễm virus Herpes đơn dạng, và lamivudine, thuốc kháng lây nhiễm HIV và HBV. Aciclovir chính là một trong những loại thuốc kháng virus truyền kiếp nhất và thường được kê đơn nhất. [ 191 ] Những loại thuốc kháng virus khác hiện được sử dụng hướng tới những tiến trình khác nhau trong chu kỳ luân hồi sống của virus. Với HIV, loại virus phụ thuộc vào vào một enzym phân giải protein có tên HIV-1 protease để hoàn toàn có thể trọn vẹn xâm nhiễm, thì có rất nhiều loại thuốc được gọi với tên chung là thuốc ức chế protease có vai trò bất hoạt loại enzym này .Bệnh viêm gan C là một bệnh gây ra bởi một virus RNA. Ở 80 % người bị nhiễm, căn bệnh này là mãn tính, và nếu không được điều trị thì người nhiễm sẽ mắc bệnh trong suốt phần đời còn lại của họ. Tuy nhiên, có một cách điều trị hiệu suất cao đó là sử dụng thuốc tựa như ucleoside ribavirin tích hợp với interferon. [ 192 ] Việc điều trị những người mang virus viêm gan B mãn tính bằng cách sử dụng giải pháp tương tự như với thuốc lamivudine cũng đã được tăng trưởng. [ 193 ]

Lây nhiễm trên những loài khác[sửa|sửa mã nguồn]

Virus lây nhiễm lên tổng thể những dạng sống tế bào và, dù virus Open rất phổ cập, thì mỗi loài sinh vật có tế bào đều có một khoanh vùng phạm vi đơn cử những virus mà thường chỉ xâm nhiễm duy nhất lên loài đó. [ 194 ] Một số virus, gọi là những vệ tinh, chỉ có nhân lên ở trong những tế bào mà đã từng bị xâm nhiễm bởi một virus khác. [ 50 ] Virus là những tác nhân gây bệnh quan trọng ở gia súc. Những bệnh như lở mồm long móng và lưỡi xanh là những ví dụ về bệnh gia súc gây ra do virus. [ 195 ] Các loài vật cưng như chó, mèo hay ngựa, nếu không được tiêm phòng, cũng dễ nhạy cảm với những bệnh virus nghiêm trọng. Bệnh virus parvo ở chó gây ra do một loại virus DNA nhỏ và sự nhiễm bệnh thường dẫn đến tử trận ở chó con. [ 196 ] Các loài không xương sống, ví dụ như ong mật, cũng dễ bị lây nhiễm nhiều bệnh do virus. [ 197 ] Tuy nhiên, hầu hết virus đều chung sống một cách vô hại với vật chủ và không gây ra bất kể tín hiệu hay triệu chứng bệnh nào. [ 4 ]

Có rất nhiều loại virus thực vật, nhưng chúng thường chỉ gây ra tổn thất về sản lượng, và sẽ không khả thi về mặt kinh tế khi cố gắng kiểm soát chúng. Virus thực vật thường lây lan từ cây này sang cây khác qua những sinh vật trung gian, gọi là các vector. Chúng thường là côn trùng, nhưng một số loài nấm, giun tròn và sinh vật đơn bào cũng được chứng minh là những vector. Khi sự kiểm soát các bệnh virus thực vật được công nhận là kinh tế, ví dụ ở các cây ăn quả lâu năm, người ta thường tập trung các nỗ lực vào việc giết chết các vector và loại bỏ những vật chủ thay thế như cỏ dại.[198] Virus thực vật không thể lây nhiễm lên con người và các loài động vật khác.[199]

Thực vật có những chính sách bảo vệ hiệu suất cao và phức tạp chống lại virus. Một trong những chính sách hiệu suất cao nhất là sự xuất hiện của những gen gọi là gen đề kháng ( R ). Mỗi gen R giúp đề kháng một loại virus đơn cử bằng cách kích hoạt cái chết của những khu vực cục bộ những tế bào xung quanh tế bào bị nhiễm, những vùng này hoàn toàn có thể nhìn thấy bằng mắt thường dưới dạng những đốm lớn. Điều này sẽ ngăn ngừa căn bệnh lây lan. [ 200 ] Can thiệp RNA cũng là một cách phòng ngự hiệu suất cao ở thực vật. [ 201 ] Khi chúng bị nhiễm bệnh, thực vật thường tạo ra những chất khử trùng tự nhiên để hủy hoại virus, ví dụ điển hình như axít salicylic, nitơ monoxit và những phân tử oxy phản ứng. [ 202 ]

Những phần tử virus hoặc giống virus (virus-like particle, VLP) ở thực vật có những ứng dụng trong cả công nghệ sinh học và công nghệ nano. Vỏ capsid của phần lớn virus thực vật là những cấu trúc đơn giản và mạnh mẽ, có thể được sản xuất với số lượng lớn bởi bệnh lây nhiễm ở thực vật hay bởi biểu hiện của một loạt các hệ thống dị thể. Các phần tử virus thực vật có thể được chỉnh sửa về cả di truyền và hóa học để ‘đóng gói’ các vật liệu ngoại lai, và có thể tích hợp vào trong các cấu trúc siêu phân tử để sử dụng trong công nghệ sinh học.[203]

Bài chi tiết cụ thể : Bacteriophage Hình ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua của nhiều bacteriophage hấp phụ vào một thành tế bào vi trùng .Bacteriophage là một nhóm virus phổ cập và phong phú, và là dạng thực thể sinh học nhiều nhất trong môi trường tự nhiên nước – chúng có số lượng nhiều gấp tới 10 lần số vi trùng ở những đại dương, [ 204 ] đạt tỷ lệ khoảng chừng 250.000.000 bacteriophage mỗi mililít nước biển. [ 205 ] Những virus này xâm nhiễm đặc hiệu vào những vi trùng bằng cách link với những thụ thể trên mặt phẳng và sau đó đi vào trong tế bào. Trong một khoảng chừng thời hạn ngắn, nhiều lúc chỉ vài phút, polymerase của vi trùng sẽ mở màn dịch mã mRNA của virus thành protein. Những protein này sẽ liên tục trở thành những virion mới bên trong tế bào, hoặc những protein tương hỗ, giúp sức lắp ráp virion mới, hay những protein tham gia vào tiêu bào. Những enzym virus xúc tác cho sự phá vỡ màng tế bào, và trong trường hợp của phage T4, thì chỉ hơn 20 phút sau khi bơm vào có tới hơn 300 phage hoàn toàn có thể được giải phóng. [ 206 ]Cách thức chính mà vi trùng bảo vệ bản thân chúng khỏi bacteriophage là sản sinh ra những enzym mà hủy hoại DNA ngoại lai. Những enzym này gọi là endonuclease số lượng giới hạn, cắt đi DNA mà bacteriophage tiêm vào trong tế bào vi trùng. [ 207 ] Vi khuẩn cũng chứa một mạng lưới hệ thống có sử dụng những trình tự CRISPR để giữ lại những mảnh của bộ gen virus mà vi trùng đã từng tiếp xúc trong quá khứ, điều được cho phép chúng ngăn ngừa sự sao chép của virus trải qua một dạng can thiệp RNA. [ 208 ] [ 209 ] Hệ thống di truyền này sẽ phân phối cho vi trùng sự miễn dịch thu được với sự xâm nhiễm của virus .

Vi khuẩn cổ[sửa|sửa mã nguồn]

Một số loại virus sinh sản được bên trong vi trùng cổ ; chúng là những virus DNA sợi đôi với hình dáng không bình thường và đôi lúc là độc nhất vô nhị. [ 7 ] [ 80 ] Những virus này đã được nghiên cứu và điều tra cụ thể nhất ở những vi trùng cổ ưa nhiệt, đặc biệt quan trọng trong bộ Sulfolobales và Thermoproteales. [ 210 ] Sự phòng ngự chống lại những virus này hoàn toàn có thể tương quan tới sự can thiệp RNA từ những trình tự DNA lặp lại bên trong bộ gen vi trùng cổ, thứ mà có liên hệ với những gen của virus. [ 211 ] [ 212 ]

Vai trò trong hệ sinh thái nước[sửa|sửa mã nguồn]

Một muỗng cafe nước biển có chứa khoảng chừng một triệu con virus. [ 213 ] Chúng rất thiết yếu cho sự điều hòa hệ sinh thái nước mặn và nước ngọt. [ 214 ] Hầu hết những virus này đều là bacteriophage, những loại vô hại so với thực vật và động vật hoang dã. Chúng lây nhiễm và hủy hoại vi trùng trong những hội đồng vi sinh dưới nước, tạo ra sự chính sách quan trọng nhất trong sự tái chế carbon ở thiên nhiên và môi trường đại dương. Những phân tử hữu cơ được giải phóng ra khỏi tế bào vi trùng sẽ kích thích sự tăng trưởng mới của vi trùng và tảo. [ 215 ]Những vi sinh vật chiếm hơn 90 % tổng sinh khối ở biển. Ước tính rằng virus đã giết và giải phóng giao động 20 % của lượng sinh khối đấy mỗi ngày và chúng có số lượng nhiều gấp 15 lần số lượng của vi trùng và vi trùng cổ ở đại dương. Virus là tác nhân chính gây nên sự tàn phá nhanh gọn của những đợt tảo nở hoa, [ 216 ] hiện tượng kỳ lạ mà thường giết hại những sinh vật biển khác. [ 217 ] Số lượng virus trong đại dương giảm khi đi ra ngoài khơi và sâu vào trong nước, nơi có ít vật chủ hơn. [ 218 ]Những tác động ảnh hưởng của virus đại dương rất sâu rộng ; bằng cách ngày càng tăng lượng quang hợp ở biển, virus là nguyên do gián tiếp làm giảm lượng khí cacbonic trong khí quyển vào khoảng chừng xê dịch 3 tỉ tấn cacbon mỗi năm. [ 218 ]Giống như bất kể sinh vật nào, động vật hoang dã có vú ở biển cũng nhạy cảm với những bệnh do virus. Vào năm 1988 và 2001, hàng ngàn con hải cẩu đã bị giết hại ở châu Âu do virus sài sốt hải cẩu ( PDV ). [ 219 ] Nhiều loại virus khác, như calicivirus, herpesvirus, adenovirus và parvovirus, cũng lưu hành trong cách quần thể động vật hoang dã có vú đại dương. [ 218 ]

Vai trò trong tiến hóa[sửa|sửa mã nguồn]

Virus là một phương tiện đi lại tự nhiên quan trọng để chuyển giao những gen giữa những loài khác nhau, điều góp thêm phần ngày càng tăng phong phú di truyền và tạo ra sự tiến hóa. [ 9 ] Có ý niệm rằng virus đóng một vai trò chủ chốt trong sự tiến hóa sơ khai, trước khi có sự phong phú của vi trùng, vi trùng cổ và sinh vật nhân chuẩn và vào quy trình tiến độ của tổ tiên chung sau cuối của sự sống trên Trái Đất. [ 220 ] Cho đến thời nay, virus vẫn là một trong những nguồn dự trữ phong phú di truyền lớn nhất mà chưa được mày mò trên Trái Đất. [ 218 ]

Khoa học sự sống và y học[sửa|sửa mã nguồn]

Nhà khoa học đang điều tra và nghiên cứu virus cúm H5N1Virus là những sinh vật rất quan trọng trong nghiên cứu và điều tra sinh học phân tử và sinh học tế bào do chúng phân phối những mạng lưới hệ thống đơn thuần mà hoàn toàn có thể sử dụng để thao tác và điều tra và nghiên cứu những tính năng của tế bào. [ 221 ] Những nghiên cứu và điều tra và ứng dụng của virus đã đem tới những thông tin giá trị về những góc nhìn của sinh học tế bào. [ 222 ] Ví dụ, virus rất hữu dụng trong nghiên cứu và điều tra di truyền học và trợ giúp cho sự hiểu biết của tất cả chúng ta về những chính sách cơ bản của di truyền học phân tử, như tái bản DNA, phiên mã, giải quyết và xử lý RNA, dịch mã, luân chuyển protein, và miễn dịch .

Di truyền học thường sử dụng virus như những vector để đưa các gen vào tế bào mà họ đang nghiên cứu. Điều này rất có ích để tạo nên tế bào mà sản xuất ra một chất ngoại lai, hoặc nghiên cứu ảnh hưởng của việc đưa gen mới vào trong bộ gen. Theo cách tương tự, liệu pháp virus (virotherapy) sử dụng những virus như những vector để điều trị các bệnh khác nhau, do chúng có thể nhắm đến các tế bào và DNA một cách đặc hiệu. Điều này cho thấy ứng dụng rất triển vọng của virus trong việc điều trị bệnh ung thư và trong liệu pháp gen. Các nhà khoa học Đông Âu cũng đã sử dụng liệu pháp phage như là một sự thay thế cho thuốc kháng sinh trong một thời gian, và mối quan tâm đến cách tiếp cận này đang gia tăng, bởi vì sự đề kháng kháng sinh ở mức độ cao hiện nay đã được tìm thấy ở một số vi khuẩn gây bệnh.[223] Sự biểu hiện các protein dị thể bởi virus là cơ sở cho một vài quy trình sản xuất hiện đang được dùng để sản xuất nên nhiều protein như kháng nguyên của vắc-xin và kháng thể. Người ta gần đây cũng đã phát triển những quy trình công nghiệp sử dụng vector virus; và một số các protein dược phẩm hiện nay đang trong quá trình thử nghiệm tiền lâm sàng và lâm sàng.[224]

Khoa học vật tư và công nghệ tiên tiến nano[sửa|sửa mã nguồn]

Những khuynh hướng lúc bấy giờ trong công nghệ tiên tiến nano hứa hẹn sẽ đem lại việc ứng dụng virus một cách linh động hơn. Theo quan điểm của những nhà khoa học vật tư, virus hoàn toàn có thể được xem như những hạt nano hữu cơ. Bề mặt của chúng chứa những công cụ đặc biệt quan trọng được phong cách thiết kế để vượt qua những rào chắn của tế bào vật chủ. Kích cỡ và hình dạng của virus, cũng như số lượng và thực chất của những nhóm chức năng trên mặt phẳng chúng, đã được xác lập một cách đúng chuẩn. Như vậy, virus hoàn toàn có thể được sử dụng phổ cập trong khoa học vật tư như giá đỡ cho những sửa đổi mặt phẳng được link cộng hóa trị. Một phẩm chất đặc biệt quan trọng của virus là chúng hoàn toàn có thể được kiểm soát và điều chỉnh nhờ tiến hóa có khuynh hướng. Các kĩ thuật can đảm và mạnh mẽ được tăng trưởng trong những ngành khoa học sự sống đã đang trở thành nền tảng cho hướng tiếp cận kĩ thuật về vật tư nano, mở ra một loạt những ứng dụng thoáng rộng vượt ra khỏi sinh học và y học. [ 225 ]Do kích cỡ, hình dạng, và cấu trúc hóa học dễ xác lập, virus được sử dụng như những bản mẫu để tạo nên những vật tư ở Lever nano. Những ví dụ gần đây gồm có nghiên cứu và điều tra tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Mỹ ở Washington, D.C., sử dụng những thành phần virus khảm đậu đũa ( CPMV ) để khuếch đại những tín hiệu trong cảm ứng dựa trên DNA microarray. Trong ứng dụng này, những hạt virus tách riêng những thuốc nhuộm huỳnh quang sử dụng cho báo hiệu để ngăn ngừa sự hình thành những dimer ( chất nhị trùng ) mà đóng vai trò là những tác nhân dập tắt huỳnh quang. [ 226 ] Một ví dụ khác là việc sử dụng CPMV như một bộ cắm dây có kích cỡ nano dùng trong điện tử học phân tử. [ 227 ]

Virus tự tạo[sửa|sửa mã nguồn]

Nhiều virus có thể được tổng hợp “từ đầu” (“de novo“) và virus nhân tạo (virus tổng hợp) đầu tiên đã được tạo ra năm 2002.[228] Mặc dù phần nào bị hiểu sai, nó thực chất không phải là một virus thực sự được tổng hợp, mà thay vào đó là bộ gen DNA của nó (nếu đó là virus DNA) hoặc một bản sao DNA bổ sung (cDNA) của bộ gen của nó (nếu đó là virus RNA). Với nhiều họ virus, DNA hay RNA nhân tạo dạng trần (khi được chuyển đổi lại bằng enzym từ phân tử cDNA) có khả năng lây nhiễm khi được đưa vào bên trong tế bào. Chúng có chứa tất cả các thông tin cần thiết để sản xuất những virus mới. Công nghệ này hiện nay được sử dụng để nghiên cứu những chiến lược vắc-xin mới.[229] Khả năng tổng hợp nên những virus đã có những hệ quả sâu rộng,bởi virus nhờ vậy không bao giờ có thể coi là tuyệt chủng nếu trình tự bộ gen của chúng còn được biết đến và các tế bào cho phép tiếp nhận vẫn có sẵn. Hiện nay, trình tự bộ gen đầy đủ của 2408 loại virus khác nhau (bao gồm cả đậu mùa) đã được công bố công khai ở một cơ sở dữ liệu trực tiếp, được duy trì bởi Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ.[230]

Vũ khí sinh học[sửa|sửa mã nguồn]

Khả năng tạo nên những dịch bệnh trong xã hội loài người của virus đã đưa tới những lo lắng rằng virus hoàn toàn có thể được vũ khí hóa cho cuộc chiến tranh sinh học. Mối lo ngại này được nâng lên bởi sự tái tạo thành công xuất sắc loại virus cúm Tây Ban Nha năm 1918 nổi tiếng ở một phòng thí nghiệm. [ 231 ] Virus đậu mùa cũng đã tàn phá nhiều xã hội trong suốt lịch sử dân tộc loài người trước khi nó bị tàn phá trọn vẹn. Chỉ có duy nhất hai TT chính thức tàng trữ virus bệnh đậu mùa – Phòng thí nghiệm Vector của Nga và Trung tâm Kiểm soát Bệnh của Hoa Kỳ. [ 232 ] Tuy nhiên, nỗi sợ rằng nó hoàn toàn có thể được sử dụng làm vũ khí không hẳn là không có cơ sở ; [ 232 ] vắc-xin đậu mùa đôi lúc có những tính năng phụ nghiêm trọng – trong những năm ở đầu cuối trước khi bệnh đậu mùa bị tàn phá, nhiều người đã bị bệnh nghiêm trọng do hậu quả của tiêm chủng còn nhiều hơn số người bị nhiễm trực tiếp. [ 233 ] Việc tiêm phòng đậu mùa cũng đã không còn được vận dụng thoáng đãng, [ 234 ] và như vậy, phần đông dân số loài người văn minh đều gần như không có sự đề kháng nào được thiết lập chống lại bệnh đậu mùa. [ 232 ]

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

  • Virus tại Encyclopædia Britannica (tiếng Anh)
  • ViralZone – Nguồn của Viện Tin sinh học Thụy Sĩ về tất cả các họ virus, thông tin phân tử và dịch tễ học nói chung của chúng.
  • Viruses — Open Access Journal – Tạp chí nghiên cứu mở MDPI
  • PDBe Protein Data Bank in Europe Cấu trúc 3D của virus ở Ngân hàng Dữ liệu EM (EMDB)

(tiếng Việt)

More on this topic

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Advertismentspot_img

Popular stories