Acid nucleic của virus
Các loại genom của virus
Như trên đã nói, genom của virus rất đa dạng về cấu trúc, kích thước và thành phần nucleotid. Chúng có thể là ADN hoặc ARN, chuỗi đơn hoặc kép, thẳng hoặc khép vòng. Kích thước genom có thể từ 3500 nucleotid (ở phage nhỏ) đến 560.000 nucleotid (ở virus herpes). Các trình tự genom virus phải được đọc mã bởi tế bào chủ, cho nên các tín hiệu điều khiển phải được các yếu tố của tế bào chủ nhận biết. Các yếu tố này thường liên kết với protein virus. Do có kích thước nhỏ nên genom virus đã tiến hoá để sử dụng tối đa tiềm năng mã hóa của mình. Vì thế hiện tượng gen chồng lớp và hiện tượng cắt nối (splicing) mARN ở virus là rất phổ biến.
Hình 7. Sơ đồ genom của virus ARN cho thấy sự phân bố của các gen mã hoá cho protein cấu trúc, protein không cấu trúc, cũng như các vùng không dịch mã UTR (unstranslated region). Theo J. Nicklin et al., Instant Notes in Microbiology, Bios Scientific Publisher, 1999.
Genom của virus được xác định dựa theo các thông số sau:* Thành phần acid nucleic (ADN hay ARN). * Kích thước genom, chuỗi đơn hay kép. * Cấu trúc đầu chuỗi * Trình tự nucleotid * Khả năng mã hoá * Các yếu tố điều hoà, promoter, enhancer và terminater
Một số đặc điểm của genom virus cần lưu ý:
* Genom ADN kép (ví dụ ở virus pox, herpes và adeno) thường có kích thước lớn nhất. * Genom ADN kép khép vòng (siêu xoắn hoặc không siêu xoắn) thường thấy ở phage* Genom ADN kép ở virus vaccinia có hai đầu khép kínADN đơn dạng thẳng (ví dụ virus parvo) có kích thước rất nhỏ. Các ADN dạng thẳng thường có trình tự lặp lại ở đầu. * Tất cả genom ARN kép đều phân đoạn (chứa một số đoạn không giống nhau, mang thông tin di truyền tách biệt). * Genom ARN đơn được phân thành ARN dương (genom +) và ARN âm (genom -) dựa vào trình tự nucleotid của mARN. Phần lớn genom ARN đơn đều không phân đoạn trừ virus orthomyxo (virus cúm). * Virus retro có genom là hai phân tử ARN đơn giống nhau, nối với nhau ở đầu 5 nhờ cầu nối hydro. * Virus đốm câyAlfalfa (AMV) có genom gồm 4 đoạn ARN đơn, dương, dạng thẳng, được gói vào 4 vỏ capsid khác nhau nên còn gọi là virus dị capsid (hetero-capsidic) để phân biệt với virus mà tất cả các đoạn đều được gói trong một hạt-virus đồng capsid (isocapsidic).
Phương pháp nghiên cứu
Những tiến bộ về sinh học phân tử trong vài thập niên gần đây đã giúp cho việc nghiên cứu acid nucleic trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn. Hệ gen của các đại diện của hầu hết các họ virus đều được giải trình tự, các khung đọc mở của chúng đã được biết rõ, các sản phẩm của hệ gen đã được xác định tính chất. Điều đó cho phép có thể so sánh các trình tự đã biết trong ngân hàng gen với các trình tự đang nghiên cứu và so sánh với các trình tự của các sinh vật khác, nhân sơ và nhân thật, qua đó có thể thấy sự tương đồng cũng như sự tiến hoá trong sinh giới.Gen virus cũng có thể được tách dòng vào các vectơ khác nhau và được phân tích nhờ kỹ thuật phát sinh đột biến điểm định hướng (site-directed mutagenesis) và kỹ thuật phát sinh đột biến điểm đặc hiệu (site-specific mutagenesis) để nghiên cứu vai trò của các acid amin riêng biệt trong việc xác định cấu trúc và chức năng của protein.Virus ADN thường được biểu hiện trên sơ đồ là một phân tử dạng thẳng với các vị trí enzym giới hạn nằm rải rác khắp genom. Có hàng chục enzym giới hạn đã được dùng để phân cắt ADN thành các đoạn nhỏ với trình tự nucleotid đặc thù. Mỗi genom ADN có một bản đồ enzym cắt giới hạn đặc trưng cho chúng. Điều này không thể có với genom ARN, trừ phi nhờ enzym phiên mã ngược tiến hành tổng hợp cADN từ ARN khuôn. Lúc đó cADN sẽ bị enzym giới hạn cắt.Acid nucleic của virus có thể được đặc trưng bởi nhiệt độ nóng chảy (Tm), mật độ nổi trong gradient nồng độ xesi clorua (CsCl), giá trị S trong gradient nồng độ saccaroza, có hoặc không có khả năng gây nhiễm, sự mẫn cảm với nucleaza và sự xuất hiện dưới kính hiển vi điện tử
Genom ADN
* Các virus ADN có kích thước rất nhỏ (nhưφx 174, M13 hay parvo) thường có genom là ADN chuỗi đơn. Một số là ADN đơn, dạng thẳng, song một số khác lại khép vòng. * Hầu hết virus ADN sử dụng ADN kép làm vật liệu di truyền. Một số chứa genom ADN kép dạng thẳng nhưng số khác lại chứa ADN kép dạng vòng. Phage lamda chứa ADN kép dạng thẳng nhưng có hai đầu dính là đoạn đơn bổ sung dài 12 nucleotid nên có thể bắt cặp để khép vòng. * Ngoài các nucleotid thông thường, ở nhiều virus còn có các base đặc biệt, ví dụ phage T chẵn ký sinh ở E.coli mang 5 hydroxymetyl cytosin thay vì cytosin. Glucoza thường gắn vào nhóm hydroxymetyl. * Ở virus ADN kép có kích thước lớn (ví dụ virus họ herpes) genom có cấu tạo khá phức tạp. Kích thước genom thay đổi, từ virus herpes simplex và varicella zoster (120 180kbp) đến virus cytomegalo và HHV-6 (180 230 kbp). ADN mã cho hơn 40 protein cấu trúc và hơn 40 protein không cấu trúc. Cấu trúc genom ít thay đổi giữa các thành viên trong họ nhưng chúng là nhóm duy nhất chứa các đồng phân (isomer) của cùng một phân tử ADN. Mỗi hạt chứa một đồng phân gồm hai đoạn nối với nhau bằng liên kết cộng hóa trị, đoạn dài duy nhất (UL) và đoạn ngắn duy nhất (US). Ở hai đầu mỗi đoạn lại có các đoạn ngắn lạp lại trái chiều. Các đoạn này khác nhau ở các hạt virus khác nhau, do đó làm cho genom thay đổi ít nhiều (lớn hoặc nhỏ hơn kích thước trung bình). * Genom của virus adeno là dạng thẳng có kích thước 30 - 38 kbp nhỏ hơn genom của virus herpes. Mỗi virus chứa 30 40 gen. Genom có hai đầu lập lại trái chiều dài 100-180 kbp. Đoạn 50 base đầu tiên khá giống nhau ở các virus khác nhau và thường chứa nhiều cặp A-T. Điểm nổi bật của đoạn đầu phân tử ADN ở virus adeno là khi genom tách khỏi virion một mạch sẽ tạo vòng "panhandle" và oligome. Điều này liên tưởng đến phage λ, nhưng khác ở chỗ ADN của adeno không có đầu đơn. Ở mỗi đầu 5 của genom có gắn một protein 55 kDa. Protein này đóng vai trò quan trọng trong sao chép.
Genom ARN
Virus ARN thường có genom nhỏ hơn genom của virus ADN* Các phân tử ARN được chia làm hai loại: ARN (+) và ARN (-) ARN (+) có trình tự nucleotid trùng với trình tự nucleotid của mARN, nên có thể dùng thay cho mARN trong quá trình dịch mã.ARN (-) có trình tự bổ sung với mARN* Cơ chế tổng hợp mARN là đặc điểm quan trọng để phân biệt các virus ARN * Hầu hết các phân tử mARN ở eukaryota là đơn gen (monocistronic), chỉ mã hóa cho một protein, trong khi tất cả các virus ARN đã biết đều là đa gen (Polycistronic), mã hóa cho nhiều protein * Genom ARN không dùng làm khuôn để trực tiếp tổng hợp ARN của virion mà phải qua mạch trung gian * Đa số ARN (+) đều có mũ ở đầu 5 để bảo vệ khỏi tác động của phosphataza và nucleaza. ở virus picorna mũ được thay thế bởi protein VPg (protein gắn với genom). * Đầu 3 của đa số genom ARN (+) được gắn đuôi poly (A) giống như mARN của eukaryota * Virus ARN (-) thường có genom lớn hơn virus ARN (+) Một số virus ARN có genom phân đoạn. Ví dụ virus cúm có 8 đoạn ARN (-), virus reo có 10 12 đoạn ARN kép. Các đoạn này không giống nhau và mã hóa cho các protein khác nhau, trong khi 2 phân tử ARN (+) ở virus retro thì giống hệt nhau.
- Giáo trình Vi sinh vật học
- Lược sử nghiên cứu Vi sinh vật học
- Vi sinh vật thuộc giới sinh vật nào
- Các đặc điểm chung của vi sinh vật
- Thành tế bào
- Màng sinh chất
- Tế bào chất
- Thể nhân
- Bao nhầy
- Tiên mao và khuẩn mao
- Khuẩn mao và Khuẩn mao giới
- Các ngành vi khuẩn
- Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía
- Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía
- Vi khuẩn lưu huỳnh màu lục
- Vi khuẩn không lưu huỳnh màu lục
- Vi khuẩn lam
- Vi khuẩn sinh nội bào tử
- Trực khuẩn Gram âm, lên men , hiếu khí hoặc kỵ khí không bắt buộc
- Trực khuẩn Gram âm , không lên men , hiếu khí hoặc kỵ khí không bắt buộc
- Cầu khuẩn Gram âm, kỵ khí bắt buộc
- Trực khuẩn, phẩy khuẩn, xoắn khuẩn Gram âm, kỵ khí
- Cầu khuẩn Gram dương hiếu khí và kỵ khí không bắt buộc
- Trực khuẩn Gram dương hiếu khí hoặc kỵ khí không bắt buộc
- Trực khuẩn không quy tắc, không bào tử
- Cầu khuẩn Gram dương kỵ khí bắt buộc
- Phân loại xạ khuẩn
- Mở đầu về cổ khuẩn
- Các hình thức dinh dưỡng ở cổ khuẩn
- Môi trường sống của cổ khuẩn và giả thuyết về hình thành sự sống trên trái đất
- Cổ khuẩn sinh methane (methanogens)
- Nhuộm Gram (phương pháp Hucker cải tiến)
- Nhuộm tiên mao
- Kiểm tra khả năng di động
- Nhuộm bào tử
- Nhuộm vỏ nhầy (Capsule)
- Nhuộm thành tế bào
- Nhuộm hạt PHB (Poly-β-hydroxybutyric acid)
- Nhuộm hạt dị nhiễm
- Nhuộm tinh thể protein (ở Bacillus thuringiensis)
- Nhuộm vi khuẩn kháng acid
- Điều kiện nuôi cấy và đặc điểm sinh lý
- Các đặc điểm sinh hóa
- Vài nét lịch sử nghiên cứu của virus học
- Cấu tạo cơ bản của virus
- Vỏ capsid
- Vỏ ngoài của virus
- Protein của virus
- Acid nucleic của virus
- Phân loại virus
- Các virus chính gây bệnh cho người
- Hình ảnh một số virus thông thường
- Đại cương về vi nấm
- Hình thái và cấu tạo của sợi nấm
- Vách ngăn ở sợi nấm
- Mô
- Phương pháp lấy mẫu nấm sợi
- Phương pháp phân lập nấm sợi
- Phương pháp định loại nấm sợi
- Phân loại nấm men
- Các phương pháp thực nghiệm dùng để định tên nấm men
- Các chi nấm men thuộc ngành nấm túi
- Các chi nấm men thuộc ngành nấm đảm
- Vi tảo
- Vai trò của vi tảo trong tự nhiên và trong đời sống nhân loại
- Hình thái và cấu tạo tế bào của Tảo
- Tảo đơn bào thuộc Tảo lục
- Ngành tảo lông roi lệch
- Ngành Tảo mắt
- Khái quát về các phương pháp phân loại vi sinh vật truyền thống
- Phân tích acid nucleic
- Lai ADN
- Nhân gene và kỹ thuật giải trình tự ADN
- Phiếu thông tin về chủng vi sinh vật bảo quản
- Chức năng của bộ sưu tập vi sinh vật
- Một số điểm lưu ý đối với một Bộ sưu tập vi sinh vật
- Giới thiệu chung về một số phương pháp bảo quản vi sinh vật
- Một số phương pháp phổ biến sử dụng trong bảo quản các nhóm vi sinh vật cụ thể
- Yêu cầu dinh dưỡng của vi sinh vật
- Các loại hình dinh dưỡng của vi sinh vật
- Môi trường nuôi cấy
- Sự hấp thu các chất dinh dưỡng ở vi sinh vật
- Đường cong sinh trưởng
- Xác định sự sinh trưởng của vi sinh vật
- Nuôi cấy liên tục vi sinh vật
- Ảnh hưởng của các nhân tố môi trường đến sự sinh trưởng của vi sinh vật
- Sự sinh trưởng của vi sinh vật trong môi trường tự nhiên
- Định nghĩa thuật ngữ
- Các phương pháp tiêu diệt vi sinh vật
- Các điều kiện ảnh hưởng đến hiệu quả của các nhân tố kháng vi sinh vật
- Sử dụng các phương pháp vật lý để khống chế vi sinh vật
- Sử dụng các phương pháp hóa học để khống chế vi sinh vật
- Đánh giá hiệu lực của các tác nhân kháng vi sinh vật
- Năng lượng
- Enzyme
- Tính chất và ý nghĩa của việc điều chỉnh trao đổi chất
- Khu trú trao đổi chất
- Điều hòa hoạt tính enzyme
- Đại cương về trao đổi chất
- Sự phân giải glucose thành pyruvate
- Lên men
- Chu trình acid tricarboxylic
- Sự vận chuyển electron và phosphoryl hóa oxy hóa
- Hô hấp kị khí
- Sự phân giải các hidrat carbon và các polime dự trữ nội bào
- Phân giải lipid
- Phân giải protein và acid amine
- Oxi hóa các phân tử hữu cơ
- Quang hợp
- Sử dụng năng lượng trong sinh tổng hợp ở vi sinh vật
- Các nguyên tắc điều chỉnh sinh tổng hợp
- Cố định quang hợp co2
- Tổng hợp các đường và polisaccharide
- Sự đồng hóa phosphorus
- Tổng hợp các amino acid
- Các phản ứng bổ sung
- Tổng hợp các purine
- Tổng hợp lipid
- Tổng hợp peptidoglycan
- Các kiểu tổng hợp thành tế bào
