Trả lời nhanh
Virus phải sống kí sinh nội bào bắt buộc vì chúng chưa có cấu trúc tế bào: không có ribosome để tổng hợp protein, không có hệ enzyme chuyển hoá, không tự tạo ATP và không có nguyên liệu như amino acid, nucleotide. Muốn nhân lên, virus buộc phải xâm nhập tế bào sống và sử dụng bộ máy, nguyên liệu, năng lượng của tế bào chủ.
1. Virus có gì và thiếu gì?
Một hạt virus (virion) có cấu tạo rất đơn giản: lõi là một loại acid nucleic (DNA hoặc RNA), bên ngoài là vỏ protein gọi là capsid. Một số virus còn có thêm vỏ ngoài (envelope) bao quanh.
Đối chiếu với một tế bào, ta thấy virus thiếu gần hết những thứ cần để “tự sống”:
| Yêu cầu để tự sinh sản | Tế bào (vi khuẩn, nấm…) | Virus |
|---|---|---|
| Ribosome tổng hợp protein | Có | Không |
| Hệ enzyme chuyển hoá, tạo ATP | Có | Không |
| Nguồn amino acid, nucleotide | Tự tổng hợp hoặc lấy từ môi trường | Không có sẵn |
| Màng sinh chất, trao đổi chất | Có | Không |
| Tự phân chia | Có | Không – chỉ nhân lên trong tế bào chủ |
2. Vì sao thiếu những thứ đó lại buộc phải kí sinh?
Muốn tạo ra virus mới, cần làm hai việc: sao chép bộ gene và tổng hợp các protein vỏ (cùng enzyme nếu có). Cả hai đều tốn năng lượng, nguyên liệu và cần ribosome – đúng những thứ virus không có.
- Không có ribosome: mRNA của virus chỉ được “dịch” thành protein khi bám vào ribosome của tế bào chủ.
- Không có năng lượng riêng: mọi bước sao chép, tổng hợp đều dùng ATP do tế bào chủ tạo ra.
- Không có nguyên liệu: amino acid, nucleotide để xây vỏ và bộ gene đều lấy từ tế bào chủ.
- Enzyme hạn chế: nhiều virus DNA dùng enzyme sao chép của tế bào chủ; virus RNA hay retrovirus tuy mang theo enzyme riêng (RNA polymerase, phiên mã ngược) nhưng vẫn phải nhờ ribosome và nguyên liệu của tế bào.
Vì thế, ở ngoài tế bào chủ virus chỉ là một hạt trơ: không trao đổi chất, không sinh trưởng, không sinh sản. Một số virus (như virus khảm thuốc lá) thậm chí có thể kết tinh được. Chỉ khi vào trong tế bào sống, chúng mới “hoạt động”.
3. Chu trình nhân lên của virus trong tế bào chủ
Các giai đoạn của một chu trình nhân lên gồm: hấp phụ, xâm nhập, tổng hợp, lắp ráp, phóng thích. Hình dưới cho thấy giai đoạn nào phụ thuộc vào tế bào chủ.
Ở giai đoạn tổng hợp, bộ gene virus “ra lệnh” cho tế bào chủ sản xuất acid nucleic và protein của virus thay cho các chất của chính tế bào. Sau khi lắp ráp, các virus mới thoát ra, thường làm tế bào bị phá vỡ rồi đi lây tiếp.
4. “Bắt buộc” nghĩa là gì? Vì sao còn có tính đặc hiệu?
Chữ “bắt buộc” nghĩa là virus không thể nhân lên ở bất kì nơi nào khác ngoài tế bào sống. Vì vậy, muốn nuôi virus, người ta phải dùng tế bào nuôi cấy, phôi gà hoặc động vật thí nghiệm, chứ không nuôi được trong môi trường dinh dưỡng thông thường như với vi khuẩn.
Mỗi loại virus còn chỉ xâm nhập được một số loại tế bào nhất định, vì protein bề mặt của virus phải khớp với thụ thể trên màng tế bào, như chìa với ổ khoá. Ví dụ:
- HIV gắn vào thụ thể CD4 trên tế bào lympho T hỗ trợ.
- SARS-CoV-2 gắn vào thụ thể ACE2 trên một số tế bào đường hô hấp.
- Phage (virus của vi khuẩn) chỉ tấn công những chủng vi khuẩn nhất định.
5. Lỗi sai thường gặp
- Nhầm “virus là tế bào rất nhỏ”. Virus không có cấu trúc tế bào, nên không thể gọi là sinh vật đơn bào.
- Cho rằng kháng sinh diệt được virus. Kháng sinh tác động vào cấu trúc, chuyển hoá riêng của vi khuẩn (thành tế bào, ribosome vi khuẩn…); virus không có những thứ đó và dùng chính bộ máy của tế bào người nên kháng sinh vô tác dụng.
- Nghĩ chỉ virus mới kí sinh nội bào bắt buộc. Một số vi khuẩn như Chlamydia, Rickettsia cũng vậy, nhưng chúng vẫn là tế bào có ribosome; còn virus kí sinh vì không có cấu trúc tế bào.
Mẹo nhớ: virus giống một “đĩa phần mềm” (bộ gene) trong hộp vỏ protein – nó chỉ chạy được khi cắm vào “máy tính” là tế bào chủ.
6. Bài luyện tập
- Vì sao không thể nuôi virus trên môi trường thạch dinh dưỡng như nuôi vi khuẩn?
Đáp án: môi trường thạch chỉ có chất dinh dưỡng, không có bộ máy tổng hợp (ribosome, enzyme, ATP). Virus không tự dùng được dinh dưỡng đó nên cần tế bào sống. - Retrovirus mang sẵn enzyme phiên mã ngược, vậy vì sao vẫn phải kí sinh?
Đáp án: enzyme đó chỉ giúp tạo DNA từ RNA virus; việc tạo protein vẫn cần ribosome, tRNA, amino acid và ATP của tế bào chủ. - Virus virion ở ngoài môi trường có được coi là đang “sống” không?
Đáp án: không biểu hiện đặc trưng sống (không trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản) nên chỉ là dạng hạt trơ; chỉ khi vào tế bào chủ, virus mới nhân lên.
Câu hỏi thường gặp
Virus có phải sinh vật sống không?
Virus không có cấu trúc tế bào và chỉ nhân lên khi ở trong tế bào chủ. Vì vậy nhiều tài liệu xem virus là dạng ở ranh giới giữa vật vô sinh và vật sống; ở ngoài tế bào chúng là hạt trơ.
Kí sinh nội bào bắt buộc nghĩa là gì?
Là kiểu kí sinh bên trong tế bào chủ mà sinh vật hoặc virus không thể nhân lên nếu không có tế bào sống, vì phụ thuộc hoàn toàn vào bộ máy và nguyên liệu của tế bào chủ.
Vì sao kháng sinh không chữa được bệnh do virus?
Kháng sinh nhắm vào cấu trúc và quá trình chuyển hoá đặc trưng của vi khuẩn. Virus không có các cấu trúc đó và dùng bộ máy của tế bào người, nên kháng sinh không có tác dụng.
Vì sao mỗi virus chỉ lây một số loại tế bào?
Virus phải gắn đúng thụ thể đặc hiệu trên màng tế bào mới xâm nhập được. Tế bào nào không có thụ thể phù hợp thì virus không bám vào được.