Bài viết được tham vấn chuyên môn cùng Bác sĩ cao cấp, Tiến sĩ Vũ Văn Tâm - Bác sĩ Nội truyền nhiễm - Khoa khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Hạ Long.
Virus là ký sinh trùng siêu nhỏ, thường nhỏ hơn nhiều so với vi khuẩn. Chúng thiếu khả năng phát triển và sinh sản bên ngoài cơ thể vật chủ. Phần lớn virus là nguyên nhân gây bệnh. Thế giới đã trải qua sự bùng phát dịch Ebola năm 2014 ở Tây Phi, đại dịch cúm lợn năm 2009. Và hiện nay là đại dịch Covid-19 đang gây nguy hiểm cho tất cả mọi người.
Virus là một loại ký sinh trùng nhỏ không thể tự sinh sản. Tuy nhiên, một khi virus lây nhiễm vào một tế bào nhạy cảm, nó có thể điều khiển bộ máy tế bào tạo ra nhiều virus hơn. Hầu hết các virus có RNA và DNA là vật liệu di truyền của chúng. Acid nucleic có thể là chuỗi đơn hoặc chuỗi kép. Toàn bộ hạt virus truyền nhiễm được gọi là virion, bao gồm acid nucleic và vỏ ngoài của protein.
Virus không chứa ribosome vì thế chúng không thể tạo ra protein. Điều này làm cho nó hoàn toàn phụ thuộc vào vật chủ ký sinh. Chúng là loài sinh vật duy nhất không thể sinh sản mà không có tế bào vật chủ.
Sau khi liên lạc với tế bào vật chủ thì nó sẽ chèn vật liệu di truyền vào vật chủ và chiếm lấy chức năng của vật chủ đó. Sau khi lây nhiễm vào tế bào, virus tiếp tục sinh sản nhưng nó tạo ra nhiều protein và vật liệu di truyền hơn thay vì các sản phẩm tế bào thông thường. Các virus đơn giản nhất chỉ chứa đủ RNA hoặc DNA để có thể mã hoá bốn protein. Còn với các virus phức tạp, có thể mã hoá khoảng từ 100 - 200 protein.
Virus có nhiều chủng loại khác nhau
Virus có hình dạng và kích thước khác nhau và chúng có thể được phân loại như sau:
- Xoắn ốc: Virus khảm thuốc lá có hình dạng xoắn ốc.
- Hình cầu: Hầu hết các loại virus động vật đều có hình dạng này.
- Hình phong bì: Một số virus bao phủ bản thân với một phần được sửa chữa của màng tế bào, tạo ra một lớp vỏ lipid để bảo vệ. Chúng bao gồm virus cúm và virus HIV.
Ngoài ra, các hình dạng này có thể được kết hợp với nhau tạo ra các hình dạng của virus không theo tiêu chuẩn nào cả.
Virus được tìm thấy ở bất cứ nơi nào có sự sống và có lẽ đã tồn tại kể từ khi các tế bào sống phát triển đầu tiên. Nguồn gốc của virus không rõ ràng vì chúng không tạo thành hóa thạch. Cho nên, các nhà khoa học đã sử dụng kỹ thuật phân tử để so sánh DNA hoặc RNA của virus và đây cũng là phương tiện hữu ích để điều tra cách chúng phát sinh.
Ngoài ra, vật liệu di truyền của virus đôi khi có thể tích hợp vào tế bào sinh vật chủ, nhờ đó chúng có thể được truyền theo chiều dọc, chẳng hạn như truyền cho con cái của vật chủ trong nhiều thế hệ. Những điều này cung cấp một nguồn thông tin vô cùng quý giá cho các nhà cổ sinh vật học đã truy tìm lại các virus cổ xưa và đã tồn tại từ hàng triệu năm trước.
Có ba giả thuyết chính nhằm giải thích sự hình thành của virus:
Virus có thể đã từng là những tế bào nhỏ ký sinh trên các tế bào lớn hơn. Theo thời gian, các gen không được yêu cầu bởi ký sinh trùng của chúng sẽ bị mất đi. Vi khuẩn rất nhỏ như rickettsia và chlamydia là những tế bào sống, giống như virus và chỉ sinh sản bên trong tế bào vật chủ. Giả thuyết nào cho thấy sự phụ thuộc của ký sinh trùng có khả năng gây ra sự mất gen cho phép sống sót ở bên ngoài một tế bào. Đây cũng có thể được gọi là giả thuyết thoái hóa hoặc giả thuyết giảm.
- Giả thuyết nguồn gốc tế bào:
Một số virus có thể đã tiến hóa từ DNA hoặc RNA và thoát ra khỏi gen của một sinh vật lớn hơn. DNA thoát ra có thể đến từ các plasmids [ là các mảnh DNA trần có thể di chuyển giữa các tế bào], hoặc transposons [các phân tử DNA sao chép và di chuyển đến các vị trí khác nhau trong gen của tế bào]. Từng được gọi là “gen nhảy” transposon là ví dụ về các yếu tố di truyền và có thể là nguồn gốc của một số virus. Chúng được phát hiện trên ngô bởi Barbara McClintock vào năm 1950.
RNA của virus
- Giả thuyết đồng tiến hóa:
Đây được gọi là giả thuyết đầu tiên về virus, và cho rằng virus có thể đã tiến hóa từ các phân tử phức tạp của protein và acid nucleic cùng lúc với tế bào xuất hiện lần đầu tiên trên Trái Đất. Và nó sẽ phụ thuộc vào sự sống của tế bào trong hàng tỷ năm.
Viroids là các phân tử RNA không được phân loại là virus vì chúng thiếu lớp vỏ protein. Chúng có những đặc điểm chung cho một số loại virus và thường được gọi là tác nhân phụ. Viroids là mầm bệnh quan trọng của thực vật. Chúng không mã hóa protein nhưng tương tác với tế bào vật chủ và sử dụng bộ máy của vật chủ để sao chép.
Virus viêm gan delta của người có bộ gen RNA tương tự viroid nhưng có vỏ protein và có nguồn gốc từ virus viêm gan B đồng thời cũng không thể tự sản xuất. Do đó, nó là một virus bị lỗi. Mặc dù bộ gen của virus viêm gan delta có thể được sao chép độc lập một lần trong tế bào vật chủ, nhưng nó vẫn cần có sự trợ giúp của virus viêm gan B để cung cấp một lớp vỏ protein để nó có thể truyền đến các tế bào mới. Vì vậy, những loại virus này phụ thuộc vào sự hiện diện của các loại virus khác trong tế bào chủ, được gọi là vệ tinh và có thể đại diện cho các trung gian tiến hóa của viroid và virus.
Trước đây, có những vấn đề với tất cả những giả thuyết này: giả thuyết hồi quy không giải thích được tại sao ngay cả những ký sinh trùng tế bào nhỏ nhất cũng không giống với virus. Giả thuyết nguồn gốc tế bào cũng không giải thích được viên nang phức tạp và cấu trúc khác trên các hạt virus. Giả thuyết đầu tiên về virus đã chống lại định nghĩa về virus ở chỗ chúng yêu cầu tế bào vật chủ. Virus hiện được công nhận là cổ xưa và có nguồn gốc từ trước sự phân kỳ của sự sống.
Bằng chứng về thế giới tổ tiên của tế bào RNA và phân tích máy tính về trình tự DNA của virus và vật chủ đang giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ tiến hoá giữa các loại virus khác nhau, và có thể xác định tổ tiên của virus hiện đại. Dường như tất cả các loại virus hiện được biết đến đều có chung một tổ tiên và virus có thể đã phát sinh nhiều lần trong quá khứ bởi một hoặc nhiều cơ chế.
Virus viêm gan B
Đến cuối thế kỷ 19, quan niệm rằng các vi sinh vật đặc biệt là vi khuẩn có thể gây bệnh đã được thiết lập tốt. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm một căn bệnh đáng lo ngại trong thuốc lá - có phần khó hiểu về nguyên nhân của nó.
Trong một bài viết nghiên cứu năm 1886 có tự đề là “Liên quan đến bệnh khảm của thuốc lá” của nhà hoá học người Đức Adolf Mayer, đã công bố phát hiện rằng khi ông nghiền nát những chiếc lá bị nhiễm bệnh và tiêm nước độc hại vào tĩnh mạch của chiếc lá khoẻ mạnh, điều đó sẽ dẫn gây ra các đốm và đổi màu trên lá.
Mayer phỏng đoán chính xác rằng điều gây ra bệnh khảm thuốc lá bắt đầu từ trong nước ép lá. Tuy nhiên, kết quả cụ thể hơn đã không đúng với phỏng đoán của ông. Mayer cảm thấy chắc chắn rằng điều mà gây ra căn bệnh này đều có nguồn gốc từ vi khuẩn, nhưng ông không thể phân lập được tác nhân gây bệnh hoặc xác định nó dưới kính hiển vi.
Năm 1898, khi dự hiện diện của virus được thừa nhận, nhà khoa học người Hà Lan Martinus Beijerinck đã cho rằng nguyên nhân gây bệnh khảm thuốc lá không phải là vi khuẩn mà là một loại virus sống trong chất lỏng. Và các thí nghiệm sau đó của ông cũng đã chỉ ra sự tồn tại của virus.
Đến năm 1931 một kính hiển vi điện tử được phát triển bởi nhà khoa học người Đức Ernst Ruska và Max Knoll. Những hình ảnh đầu tiên về virus khảm thuốc lá đã được chủ bởi Ruska vào năm 1939. Do đó, việc phát hiện virus đã được xuất hiện.
Để được tư vấn trực tiếp, Quý Khách vui lòng bấm số 1900 232 389 [phím 0 để gọi Vinmec] hoặc đăng ký lịch trực tuyến TẠI ĐÂY. Tải ứng dụng độc quyền MyVinmec để đặt lịch nhanh hơn, theo dõi lịch tiện lợi hơn!
Nguồn tham khảo: medicalnewstoday.com; livescience.com
Sự khác nhau giữa vi khuẩn và virus
XEM THÊM:
Bài viết được viết bởi TS. Nguyễn Thị Hiếu, Chuyên viên nghiên cứu, Viện nghiên cứu tế bào gốc và công nghệ gen Vinmec
Các đột biến trên ADN ty thể có thể gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng và có tính di truyền theo dòng mẹ. Mới đây, các bác sĩ trong lĩnh vực ngăn ngừa sự truyền đột biến mtDNA gây bệnh đã nghiên cứu và tạo ra em bé 3 bố mẹ bằng kỹ thuật thay thế ty thể trong tế bào kết hợp với thụ tinh nhân tạo thành công.
ADN ty thể [mtDNA] là một hệ gen đa bản sao với số lượng biến thiên tuỳ thuộc vào từng loại tế bào/mô, hay từng giai đoạn phát triển của tế bào/mô. Các đột biến trên mtDNA có thể gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng, di truyền theo dòng mẹ.
Đột biến trên mtDNA thường tồn tại như một tập hợp con của mtDNA tổng số, hiện tượng này được gọi là không đồng nhất [heteroplasmy]. Rối loạn chức năng ty thể do đột biến trên mtDNA thường chỉ biểu hiện sau khi mức độ không đồng nhất đạt đến ngưỡng biểu hiện, nên một hướng nghiên cứu được quan tâm là dịch chuyển mức độ không đồng nhất của đột biến ty thể bằng phương pháp phân tử hoặc thay thế/bổ sung ty thể khỏe mạnh có chứa mtDNA dạng dại.
Bản đồ gene của DNA ty thể
Thành công vang dội nhất trong lĩnh vực ngăn ngừa sự truyền đột biến mtDNA gây bệnh là việc tạo ra em bé 3 bố mẹ bằng kỹ thuật thay thế ty thể trong tế bào kết hợp với thụ tinh nhân tạo.
Cụ thể, các nhà khoa học loại bỏ nhân trong tế bào trứng chứa ty thể có mang đột biến của người mẹ, sau đó chuyển nhân này sang tế bào trứng khỏe mạnh đã bỏ nhân của người hiến. Sau đó, tinh trùng của người cha sẽ được thụ tinh với tế bào trứng của người cho mang nhân của người mẹ.
Bằng cách này, người mẹ vẫn truyền được vật chất di truyền trong nhân tế bào cho con nhưng lại ngăn được các bệnh do đột biến trên ADN ty thể. Và em bé chào đời sẽ mang ADN của ba đối tượng là bố mẹ ruột và ADN ty thể của người cho trứng.
Ngoài ra, các liệu pháp phân tử trúng đích và phân cắt mtDNA mang đột biến để chuyển dịch mức độ không đồng nhất [heteroplasmy] sử dụng liệu pháp gen và các kỹ thuật chỉnh sửa gen như Zinc-finger nuclease và enzyme kích thích hoạt hóa phiên mã cũng là các phương pháp tiềm năng, mang lại hy vọng cho các bệnh nhân mang đột biến trên ADN ty thể.
Gần đây, liệu pháp truyền tế bào gốc tự thân mang nhiều ty thể khỏe mạnh [Mitochondrial Augumentation Therapy] vào bệnh nhân mang đột biến ty thể đang được thử nghiệm trên lâm sàng tiến hành cho các bệnh nhân mang đột biến ADN ty thể như hội chứng Pearson hay KSS.
Cụ thể, đối với bệnh ty thể do đột biến di truyền từ ADN ty thể của người mẹ thì ty thể khỏe mạnh được lấy từ nhau thai của trẻ mới sinh. Tuy nhiên, với các bệnh ty thể không phải do di truyền từ mtDNA của mẹ thì ty thể được tách từ bạch cầu của người mẹ.
Hội chứng KSS [Kearns-Sayre Syndrome]
Sau đó, bệnh nhân sẽ được huy động tế bào gốc tạo máu từ tủy xương ra máu ngoại vi. Tế bào gốc tạo máu của bệnh nhân sau khi được tách ra ngoài sẽ được ủ với ty thể khỏe mạnh tách ra máu ngoại vi của mẹ bệnh nhân hoặc từ nhau thai để thu được tế bào gốc có lượng lớn ty thể khỏe mạnh và truyền lại cho bệnh nhân. Kết quả ban đầu của thử nghiệm lâm sàng này rất khả quan, mở ra một tương lai tươi sáng cho các bệnh nan y gây ra bởi đột biến trên ADN ty thể.
Nguồn tham khảo:
- Pavandeep K. Rai et al., Advances in methods for reducing mitochondrial DNA disease by replacing or manipulating the mitochondrial genome. Essays in Biochemistry. 2018, 62 455-465. DOI: //doi.org/10.1042/EBC20170113
- //minoviatx.com/mitochondrial-augmentation-therapy/
XEM THÊM:
Các mốc khám sàng lọc dị tật thai nhi mẹ bầu cần nhớ
XEM THÊM: