Bài giảng Chương 10: Di truyền học virus

11 01/04/11 MaMH: DTH Virus 2Chương 10: DI TRUYỀN HỌC VIRUS I. ƯU THẾ VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA VSV II. CÁC ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC CỦA VIRUS III. SỰ ĐA DẠNG CỦA CÁC BỘ GEN VIRUS IV. BACTERIOPHAGE,CHU TRÌNH TAN VÀ TIỀM TAN V. CÁC VIRUS THỰC VẬT VI. CÁC VIRUS ĐỘNG VẬT VII. PRION 2 01/04/11 MaMH: DTH Virus 3I. ƯU THẾ & CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA VI SINH VẬT 1. Vòng đời ngắn, tốc độ sinh sản nhanh • E. coli  20 phút chia ra một lần • Bacteriophage  trong 30-40 phút t o ra hàng 100cá ạ thể • Nấm men có thể chia tế bào trong 2 giờ. Nếu so thời gian thế hệ của : ruồi giấm (2 tuần) chuột (2 tháng) người (20 năm)  các vi sinh vật ưu thế hơn hẳn. 3 01/04/11 MaMH: DTH Virus 42. Tăng vọt số lượng cá thể • Các vsv đơn bào, mỗi tế bào  một cá thể. • Nếu đủ dinh dưỡng vsv sinh sản nhanh  quần thể có khoảng 1010 – 1012 tế bào. • S/lượng cá thể lớn giúp phát hiện các đột biến và tái tổ hợp có tần số xuất hiện rất nhỏ. • Ít tốn diện tích 4 01/04/11 MaMH: DTH Virus 53. Cấu tạo bộ máy di truyền đơn giản • Vi khuẩn và virus có bộ máy DT  DNA trần => dễ tiến hành thí nghiệm trực tiếp trên DNA 4. Dễ nghiên cứu bằng các kĩ thuật vật lí và hóa học • Cấu tạo tế bào vi sinh vật đơn giản  dễ chiết tách, tinh sạch DNA. • 5. Các đột biến ở VSV dễ phát hiện nhờ sự biến đổi các tính trạng Do những ưu điểm kể trên, với việc sử dụng các đối tượng vi sinh vật, DT học đã bước vào giai đoạn nghiên cứu DT “trong ống nghiệm” (in vitro) 5 01/04/11 MaMH: DTH Virus 6II. VIRUS LÀ GÌ ? 1. Lịch sử • - 1915: nhà khoa học Anh F. W. Twort • - 1917: nhà khoa học Pháp F. H. d’Herelle phát hiện ra virus Virus = Thể thực khuẩn = phage (g/ nhau k/cấu cơ bản) • - 1935: nhà hóa học Mĩ W. M. Stanley tách biệt & kết tinh được Virus khảm thuốc lá TMV (Tobacco Mosaic Virus) • - 1940: nhà khoa học Đức Kausche chụp được hình dạng của TMV dưới kính hiển vi điện tử. • - 1952: nhà khoa học Mĩ A. D. Hershey & M. Chase dùng chất đồng vị phóng xạ CM vật chất DT của virus là DNA. 6 01/04/11 MaMH: DTH Virus 72. Cấu tạo: Virus chưa có cấu tạo tế bào • lõi (ở giữa): có thành phần chủ yếu là DNA & RNA, đó là hệ gen của virus. • Vỏ : bao bọc ở bên ngoài gọi là capsid (được cấu tạo từ capsomere) • Lõi + Vỏ = Nucleocapsid  kết cấu cơ bản của mọi virus (còn gọi là virion) 7 01/04/11 MaMH: DTH Virus Sơ đồ 2 kiểu cấu trúc của virus a) Virus trần; b) Virus có màng bao với các gai 801/04/11 MaMH: DTH Virus 93. Đặc tính : ( so sánh với vi khuẩn) 1- Chưa có cấu tạo tế bào 2- Vật kí sinh nội bào bắt buộc 3- Không có khả năng sao chép độc lập 4- Chỉ có thể sinh sản bên trong tb vật chủ • Trong điều kiện ngoài chúng có thể tồn tại lâu dài ở trạng thái đại phân tử hóa học không sống và có hoạt tính truyền nhiễm. 9 01/04/11 MaMH: DTH Virus 10 4. Sao chép DNA  DNA: sao chép giống DNA trong tế bào • RNA  RNA: cần enzyme replicase RNA • RNA  c-DNA kép  RNA 10 01/04/11 MaMH: DTH Virus 11 III. SỰ ĐA DẠNG CỦA CÁC BỘ GEN VIRUS 1. DNA a) Chuỗi đơn (ss DNA) Dạng sợi Dạng vòng b) Chuỗi kép (ds DNA) • -Dạng sợi: Họ Adenoviridae (gây bệnh đường hô hấp) Họ Herpesviridae (gây bệnh mụn rộp herpes ở người, bệnh đậu gà) Họ Poxviridae (gây bệnh đậu mùa, bệnh đậu bò) • -Dạng vòng 01/04/11 MaMH: DTH Virus 12 2. RNA a) Chuỗi đơn (ss RNA) dạng sợi • Họ Orthomyxoviridae (gây bệnh cúm) • Họ Paramyxoviridae (gây bệnh sởi, quai bị) • Họ Rhadoviridae (gây bệnh dại) • Họ Retroviridae (gây bệnh ung thư, bệnh AIDS, bệnh bạch cầu) b) Chuỗi kép (ds RNA), dạng sợi Họ Reoviridae: gây bệnh tiêu chảy ở trẻ em bú mẹ 12 01/04/11 MaMH: DTH Virus 13 IV. CHU TRÌNH TAN VÀ TIỀM TAN 1. Chu trình tan – Chu trình sống phage T4 Phage T4 bám vào VK = các sợi đuôi  DNA của T4 được tiêm vào tb chủ. DNA nhân lên & phiên mã  các DNA đặc thù của phage. Các protein b/bọc các sợi DNAphage thế hệ con. Cùng lúc enzyme (lysozym) làm tan vi khuẩn được sinh ra  làm vỡ tb. Khoảng 200 phage con được sinh ra . 13 01/04/11 MaMH: DTH Virus 01/04/11 14MaMH: DTH Virus 15 V. CÁC VIRUS THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT 1. Các virus thực vật a) Các virus RNA • Phần lớn các  virus thực vật phát hiện, đa số có bộ gen RNA mạch đơn • Các virus thực vật có bộ gen  DNA rất hiếm c) Các viroid • Các viroid 1 nhóm tác nhân gây bệnh ở TV, có kích thước nhỏ và cấu trúc đơn giản như virus. • Chúng là những RNA mạch đơn, trần, nhỏ bé có chiều dài chỉ vài trăm (240-350) nucleotid 15 01/04/11 MaMH: DTH Virus 16 2. Các virus động vật & người • Virus động vật rất đa dạng :15-20 họ khác nhau, • p/ loại  căn cứ vào : kiểu cấu trúc của nucleoic acid, hình thái virus • Các virus ĐV gây nhiều bệnh ở động vật và người. VD: RNA đơn âm- : virus cúm, rubella RNA đơn dương+ : virus viêm gan A, C DNA mạch đôi: virus viêm gan siêu vi B. • Virus cúm gà H5N1 • Một số virus liên quan đến cả các bệnh ung thư, AIDS 16 01/04/11 MaMH: DTH Virus Hình 10.4: Chu trình sinh sản của Paramyxovirus ( virus động vật ). Chu trình sinh sản chứ không phải chu trình tan. 1701/04/11 MaMH: DTH Virus 18 VI. CÁC PRION • Phần tử protein gây nhiễm được gọi là prion. Cho đến nay sự hiểu biết về chúng rất ít. • Gần đây, khi xuất hiện dịch bò điên ở Anh, chúng được nhắc tới nhiều vì không phát hiện thấy virus. 18 01/04/11 MaMH: DTH Virus