SỰ NHÂN LÊN CỦA VIRUS: ĐẶC ĐIỂM, CHU KỲ NHÂN LÊN CỦA VIRUS, VÍ DỤ (HIV) - SINH HỌC - 2025

Sự nhân lên của virus là cách mà các loại virus khác nhau nhân lên trong các tế bào xâm nhập. Các thực thể DNA hoặc RNA này có nhiều chiến lược khác nhau để tuyển dụng các cấu trúc bên trong tế bào và sử dụng chúng để tạo ra các bản sao của chính chúng.

"Chức năng" sinh học của bất kỳ kiểu sao chép virut nào là tạo ra bộ gen và protein của virut mới với số lượng đủ để đảm bảo sự lan truyền của bộ gen virut đã xâm nhập vào tế bào.

Các bước nhân rộng của virus (Nguồn: Alejandro Porto qua Wikimedia Commons)

Tất cả các loại virus cho đến nay đều cần các enzym của tế bào để nhân lên, vì chúng không có enzym riêng cho phép chúng tự sao chép và tái sản xuất.

Các phân tử virus có khả năng xâm nhập hầu như bất kỳ loại tế bào nào trên sinh quyển.

Do đó, nhân loại đã hướng tới một lượng lớn các nguồn lực và nỗ lực để hiểu không chỉ hoạt động của vi rút mà còn cả sự nhân lên của vi rút, vì quá trình này là chìa khóa để kiểm soát đầy đủ tất cả các bệnh là sản phẩm của sự lây nhiễm nguồn gốc virut.

Vi rút cần phải tiếp cận bên trong tế bào và để làm được điều này, chúng phải đưa ra các cơ chế đặc biệt để "phá vỡ" khả năng phòng thủ nội sinh của vật chủ. Khi đã ở bên trong các cá thể "thuộc địa", chúng phải có thể xâm nhập vào tế bào và tái tạo bộ gen và protein của chúng.

nét đặc trưng

Sự nhân lên của virus thể hiện các biến thể quan trọng trong mỗi loài virus; Hơn nữa, cùng một loài có thể chứa các kiểu huyết thanh khác nhau, “quasispecies” và virus với những thay đổi lớn trong trình tự gen của chúng.

Bộ gen của virus có thể được cấu tạo bởi các axit nucleic như DNA, RNA hoặc cả hai, băng đơn hoặc băng kép. Các phân tử đã nói cũng có thể ở dạng hình tròn, tuyến tính, chẳng hạn như "kẹp tóc" (kẹp tóc), trong số những phân tử khác.

Do sự biến đổi lớn trong cấu trúc của virus, nên có sự đa dạng lớn về chiến lược và cơ chế để thực hiện sao chép. Tuy nhiên, một số bước chung chung ít nhiều được chia sẻ cho tất cả các loài.

Chu kỳ nhân rộng của virus

Nguồn ảnh: Không cung cấp tác giả có thể đọc được bằng máy. Guaguaguagua giả định (dựa trên khiếu nại về bản quyền).

Nói chung, chu trình sao chép chung của virus bao gồm 6 hoặc 7 bước, đó là:

1- Hấp phụ hoặc liên kết với tế bào,

2- Thâm nhập hoặc xâm nhập vào ô

3- Giải phóng bộ gen

4- Sao chép bộ gen

5- hội

6- Trưởng thành

7- Ly giải hoặc giải phóng bằng cách nảy chồi

Hấp phụ hoặc liên kết với tế bào

Virus hiện có trong cấu trúc của chúng một protein hoặc phân tử được gọi là phản thụ thể, liên kết với một hoặc nhiều đại phân tử trên màng ngoài của tế bào mà chúng muốn xâm nhập vào. Các phân tử này thường là glycoprotein hoặc lipid.

Glycoprotein hoặc lipid trên màng ngoài của tế bào "đích" được gọi là các thụ thể, và vi rút gắn hoặc liên kết cộng hóa trị với các thụ thể này bằng cách sử dụng protein hoặc phân tử kháng thụ thể của chúng.

Thâm nhập hoặc xâm nhập vào ô

Một khi virus bám vào màng ngoài của tế bào thông qua đường tiếp giáp thụ thể-phản thụ thể, nó có thể xâm nhập vào tế bào thông qua ba cơ chế: nội bào, dung hợp với màng tế bào, hoặc chuyển vị.

Khi sự xâm nhập xảy ra bởi quá trình nội bào, tế bào sẽ tạo ra một khe hở nhỏ trong một vùng cụ thể của màng, ngay nơi vi rút được gắn vào. Sau đó, tế bào hình thành một loại túi xung quanh hạt vi rút, túi này được bao bọc bên trong và một khi ở bên trong sẽ tan rã, giải phóng vi rút vào trong bào tương.

Nội bào có lẽ là cơ chế xâm nhập phổ biến nhất đối với virus, vì các tế bào liên tục hình thành các túi bên trong để đáp ứng với các kích thích bên trong và bên ngoài khác nhau và cho các mục đích chức năng khác nhau.

Dung hợp với màng tế bào là một cơ chế chỉ có thể được thực hiện bởi các virus được bao bọc bởi một lớp bảo vệ gọi là capsid. Trong quá trình này, các thành phần của capsid dung hợp với màng tế bào và phần bên trong của capsid được giải phóng vào dịch bào.

Chuyển vị hiếm khi được ghi lại và không được hiểu đầy đủ. Tuy nhiên, người ta biết rằng vi rút bám vào một đại phân tử thụ thể trên bề mặt của màng và tự nội tại bằng cách xen kẽ giữa các thành phần của màng tế bào.

Giải phóng bộ gen

Quá trình này ít được hiểu nhất và có lẽ ít được nghiên cứu nhất trong quá trình nhân lên của virus. Trong quá trình đó, capsid bị loại bỏ, để lộ bộ gen của virus với các nucleoprotein liên quan của nó.

Người ta đã đưa ra giả thuyết rằng lớp vỏ của bộ gen virus được hợp nhất với túi nội bào. Hơn nữa, người ta cho rằng bước sao chép này được kích hoạt bởi một số yếu tố bên trong tế bào như pH hoặc sự thay đổi nồng độ chất điện giải, v.v.

Sự sao chép của bộ gen virus

Quá trình sao chép của bộ gen virut rất khác nhau giữa mỗi loài virut; Trên thực tế, virut được phân thành 7 lớp khác nhau tùy theo loại axit nucleic tạo nên bộ gen của chúng.

Theo nguyên tắc chung, hầu hết các vi rút DNA sao chép trong nhân tế bào mà chúng xâm nhập, trong khi hầu hết các vi rút RNA nhân bản trong tế bào.

Một số vi rút DNA sợi đơn (single-stranded) thâm nhập vào nhân tế bào và đóng vai trò như các sợi "khuôn mẫu" để tổng hợp và nhân lên nhiều phân tử DNA sợi đơn hơn.

Các vi rút RNA băng kép khác tổng hợp bộ gen của chúng thông qua các phân đoạn và khi tất cả các phân đoạn được tổng hợp, chúng sẽ tập hợp trong bào tương của tế bào chủ. Một số bộ gen chứa trong bộ gen của chúng trình tự di truyền có thông tin mã hóa RNA polymerase.

Khi RNA polymerase đó được dịch mã, quá trình sao chép nhiều bản sao của bộ gen virus sẽ bắt đầu. Enzyme này có thể tạo ra các RNA thông tin để tạo ra các protein làm phát sinh capsid của virus và các thành phần khác của nó.

hội,, tổ hợp

Khi nhiều bản sao của bộ gen virus và tất cả các thành phần của capsid đã được tổng hợp, tất cả những bản sao này sẽ được dẫn đến một vị trí cụ thể của tế bào, chẳng hạn như nhân hoặc tế bào chất, nơi chúng được tập hợp như những virus trưởng thành.

Nhiều tác giả không công nhận quá trình lắp ráp, trưởng thành và ly giải là các quá trình riêng biệt trong vòng đời của virus, vì nhiều khi các quá trình này xảy ra liên tiếp khi nồng độ các bộ phận và bộ gen của virus bên trong tế bào. nó rất cao.

Trưởng thành

Trong giai đoạn này, vi rút trở nên "lây nhiễm"; nghĩa là, các protein capsid trưởng thành hoặc thay đổi cấu trúc xảy ra biến đổi cấu trúc ban đầu thành các phần tử có khả năng lây nhiễm sang các tế bào khác.

Một số vi rút trưởng thành cấu trúc bên trong tế bào mà chúng lây nhiễm, những vi rút khác chỉ làm như vậy sau khi gây ly giải tế bào.

Ly giải hoặc giải phóng bằng cách nảy chồi

Ở hầu hết các virus, sự phóng thích xảy ra bằng cách ly giải hoặc nảy chồi. Trong quá trình ly giải, tế bào bị phá vỡ và giải phóng toàn bộ nội dung của nó ra môi trường ngoại bào, cho phép các vi rút đã tập hợp và trưởng thành tự do di chuyển để tìm tế bào khác để lây nhiễm.

Sự phóng thích bằng cách nảy chồi là đặc trưng cho các virus có vỏ bọc lipid và protein. Những chất này đi qua màng sinh chất tạo thành một loại túi nội bào.

Ví dụ về sự nhân lên của virus (HIV)

Chu kỳ nhân lên của vi rút HIV. Nguồn: Jmarchn

Virus gây suy giảm miễn dịch ở người, được biết đến với tên gọi khác là HIV, là một trong những loại virus gây ra số lượng người chết cao nhất trên thế giới. Nó là một loại virus RNA ảnh hưởng trực tiếp đến một loại tế bào bạch cầu được gọi là tế bào lympho CD4.

Sự cố định của virus được thực hiện thông qua sự nhận biết và liên kết các protein của capsid của virus với các protein của màng tế bào của tế bào lympho CD4. Sau đó, capsid hợp nhất với màng tế bào và nội dung vi rút được làm trống bên trong.

Trong tế bào chất, RNA được phiên mã ngược và tạo thành hai dải DNA bổ sung cho nhau. Phân tử DNA băng kép tích hợp vào bộ gen của tế bào chủ, trong trường hợp này là tế bào lympho CD4.

Là một phần của thông tin di truyền của tế bào, DNA có nguồn gốc virus được phiên mã và dịch mã giống như bất kỳ chuỗi DNA bộ gen nào của tế bào lympho.

Một khi tất cả các thành phần của virus đã được tạo ra trong bào tương, các hạt virus sẽ được tập hợp lại và tống ra ngoài môi trường ngoại bào thông qua quá trình nảy chồi. Vài trăm nghìn vết sưng hình thành và khi được giải phóng sẽ làm phát sinh các hạt HIV trưởng thành.

Người giới thiệu

1. Burrell, CJ, Howard, CR và Murphy, FA (2016). Fenner và White's Medical Virology. Báo chí Học thuật.
2. Rosas-Acosta, G. (Ed.). (2013). Nhân rộng Viral. BoD - Sách theo yêu cầu.
3. Saag, MS, Holodniy, M., Kuritzkes, DR, O'Brien, WA, Coombs, R., Poscher, ME, … & Volberding, PA (1996). Dấu hiệu tải lượng vi rút HIV trong thực hành lâm sàng. Thuốc thiên nhiên, 2 (6), 625.
4. Schmid, M., Speiseder, T., Dobner, T., & González, RA (2014). Các ngăn sao chép của virus DNA. Tạp chí virus học, 88 (3), 1404-1420.
5. Wunner, BD, Macfarlan, RI, Smith, CL, Golub, E., & Wiktor, TJ (1986). Viện nghiên cứu tiên tiến NATO: CƠ SỞ RÕ RÀNG CỦA SỰ PHẢN BIỆN VIRAL. Tạp chí Phương pháp Virus học, 13, 87-90. Cheng, RH, & Miyamura, T. (2008). Nghiên cứu dựa trên cấu trúc về sự sao chép của Viral: Với CD-ROM. Khoa học Thế giới.