Đặc điểm cấu tạo của virus SARS-CoV-2

Covid19, Khoa học đời sống

Đặc điểm cấu tạo của virus SARS-CoV-2

Posted on by admin

SARS-CoV-2, tác nhân gây đại dịch COVID-19, đã từng làm “chấn động” toàn cầu. Nhưng bạn đã hiểu rõ cách virus này tấn công và cách cơ thể chúng ta phản ứng chưa?

Trong bài viết này, chúng mình sẽ cung cấp chi tiết những thông tin về virus SARS-CoV-2:

🔬 Cấu Tạo Virus SARS-CoV-2: Những thành phần cấu trúc nào giúp virus xâm nhập cơ thể?

⚡ Cơ Chế Xâm Nhập: Virus xâm nhập vào tế bào như thế nào? Chúng có những con đường nào để lây lan nhanh chóng?

🛡️ Phản Ứng Miễn Dịch: Cơ thể phản ứng ra sao để bảo vệ chúng ta khỏi SARS-CoV-2?

Cùng khám phá những kiến thức này dưới góc nhìn sinh học phân tử nhé! 🌍💪

Bài viết chi tiết truy cập: (link web)

  1. Đặc điểm cấu tạo của virus SARS-CoV-2

SARS-CoV-2 là một loại virus corona có vỏ bọc và bộ gen RNA mạch đơn. Virus này chứa bốn protein cấu trúc quan trọng: protein gai (S), vỏ (E), màng (M), và nucleocapsid (N).

  • Protein S giúp virus xâm nhập vào tế bào chủ bằng cách liên kết với thụ thể ACE2 trên bề mặt tế bào. Protein này cũng là mục tiêu chính của nhiều loại thuốc chống virus.
  • Protein HE hỗ trợ virus bám vào tế bào và giúp giải phóng các virion con.
  • Protein N xác định cấu trúc của bộ gen virus, tham gia vào quá trình sao chép và lắp ráp virus.
  • Protein M duy trì lớp vỏ của virus và điều phối quá trình lắp ráp các hạt virus.
  • Protein E tạo thành các kênh ion giúp virus giải phóng vào tế bào, đóng vai trò quan trọng trong quá trình nhiễm trùng tế bào.

Đặc điểm cấu tạo virus SARS-CoV-2

Virus SARS-CoV-2 có bộ gen RNA mạch đơn, với cấu trúc đặc biệt ở đầu 5′ và đuôi polyadenylate 3′, giúp ribosome tế bào nhận diện RNA như mRNA và dịch mã thành protein virus mà không cần thêm phức hợp phiên mã. Trình tự dẫn đầu ở đầu 5′ giúp phân biệt RNA của virus và RNA tế bào. Bộ gen RNA này hoạt động như mRNA, mã hóa enzyme sao chép virus và cũng đóng vai trò là khuôn mẫu cho quá trình sao chép RNA, với các bản sao được đóng gói vào các virion con. 

Khi virus xâm nhập vào tế bào, nó tạo ra hai polyprotein lớn, mã hóa nhiều protein không cấu trúc (NSP). Những protein này không chỉ giúp sao chép và lắp ráp virus mà còn điều chỉnh quá trình phiên mã sớm, hoạt động của helicase, điều hòa miễn dịch và chống lại phản ứng kháng virus của tế bào chủ.

Bài viết chi tiết xem ở (link web) 

  1. Quá trình xâm nhập tế bào SARS-CoV-2

Sự xâm nhập của SARS-CoV-2 vào tế bào chủ bắt đầu khi virus gắn kết với bề mặt tế bào. Protein S, đặc biệt là vùng RBD trên tiểu phần S1, nhận diện và gắn đặc hiệu vào thụ thể Angiotensin Converting Enzyme 2 (ACE2) trên màng tế bào chủ (6). ACE2 được biểu hiện trên bề mặt nhiều loại tế bào trong cơ thể, bao gồm tế bào biểu mô phế nang phổi, tế bào ruột non, tế bào nội mô mạch máu và tế bào cơ trơn (7). 

Sau khi gắn vào ACE2, protein S được cắt bởi các protease tế bào chủ tại hai vị trí: vị trí S1/S2 trong quá trình trưởng thành của virus và vị trí S2′ trong tiểu phần S2 sau khi gắn vào ACE2. Quá trình này gây thay đổi cấu hình trong tiểu đơn vị S1 và lộ ra vị trí cắt S2′ trong tiểu đơn vị S2 (5).

Tùy vào loại tế bào và sự hiện diện của các protease, virus có thể xâm nhập theo hai con đường:

  1. Con đường phụ thuộc TMPRSS2: TMPRSS2 là một protease trên bề mặt tế bào chủ, có khả năng cắt protein S tại vị trí S2′ ngay sau khi virus gắn vào ACE2, dẫn đến sự hòa màng trực tiếp giữa vỏ virus và màng tế bào chất (5)(6).
  2. Con đường nội bào (Endocytosis): Bên trong endosome có môi trường acid và các protease như cathepsin L đóng vai trò lớn trong quá trình xâm nhập của SARS-CoV-2, các protease này sẽ cắt vị trí S2’ và hoạt hóa protein S, dẫn đến sự hòa màng giữa vỏ virus và màng endosome (5) (6).

Sự phân cắt tại vị trí S2′ làm lộ peptide fusion và tách rời S1 khỏi S2, gây ra thay đổi cấu hình trong tiểu đơn vị S2, đẩy peptide fusion về phía màng tế bào mục tiêu, bắt đầu quá trình hợp nhất màng. Quá trình hợp nhất này giúp RNA virus được giải phóng vào tế bào chất của tế bào chủ, virus sẽ chiếm dụng bộ máy tế bào chủ để tiến hành dịch mã, sao chép và lắp ráp các hạt virus mới.

Quá trình xâm nhập tế bào SARS-CoV-2

  1. Phản ứng miễn dịch của vật chủ đối với nhiễm trùng SARS-CoV-2

Khi virus xâm nhập vào tế bào, các thành phần như RNA mạch đơn, protein vỏ, glycoprotein gai, và nucleocapsid sẽ được sẽ kích hoạt và tăng sinh phản ứng miễn dịch chống lại SARS-CoV-2. Các cytokine như interferon (IFN) loại I, IFN loại III và inflammasome được sản xuất, giúp kích hoạt thụ thể IFN, điều hòa các gen kích thích interferon (ISG), và hỗ trợ tế bào tiêu diệt virus.

Trong những trường hợp nghiêm trọng, mức độ cytokine gây viêm và các dấu ấn sinh học như IL-2, IL-6, TNF-α, CRP và ferritin sẽ tăng cao. Điều này có thể dẫn đến “bão cytokine”, gây viêm toàn thân và tổn thương mô.

Thêm vào đó, virus làm giảm số lượng thụ thể ACE2, vốn có chức năng bảo vệ phổi, dẫn đến sự tích tụ của Angiotensin II, gây tổn thương phổi, viêm và các biến chứng khác như hạ kali máu.

 

🦠 Quá trình xâm nhập tế bào của virus SARS-CoV-2 🔬

Ở các bài viết trước, chúng ta đã cùng nhau khám phá cấu tạo của SARS-CoV-2, tiếp nối câu chuyện đó là quá trình xâm nhập tế bào của virus  SARS-CoV-2.

👉 Trong bài viết này, Sinh Sức Sống sẽ cùng bạn khám phá chi tiết hành trình virus SARS-CoV-2 xâm nhập vào tế bào cơ thể chúng ta!

🔹 Bước 1: Gắn kết vào tế bào chủ

Quá trình bắt đầu khi virus gắn kết với bề mặt tế bào. Protein S, đặc biệt là vùng RBD trên tiểu phần S1, nhận diện và liên kết đặc hiệu với thụ thể Angiotensin Converting Enzyme 2 (ACE2) trên màng tế bào chủ (6). ACE2 được biểu hiện trên bề mặt nhiều tế bào như tế bào biểu mô phổi, ruột non, tế bào nội mô mạch máu và cơ trơn (7). 

🔹 Bước 2: Hoạt hóa protein S

Sau khi gắn vào ACE2, protein S được cắt bởi các protease tế bào chủ tại hai vị trí: vị trí S1/S2 trong quá trình trưởng thành của virus và vị trí S2′ trong tiểu phần S2 sau khi gắn vào ACE2. Quá trình này gây thay đổi cấu hình trong tiểu đơn vị S1 và lộ ra vị trí cắt S2′ trong tiểu đơn vị S2 (5).

🔹 Bước 3: Xâm nhập vào tế bào

Tùy vào loại tế bào và sự hiện diện của các protease, virus có thể xâm nhập theo hai con đường:

1️⃣ Con đường phụ thuộc TMPRSS2: TMPRSS2 (Transmembrane protease, serine 2) là một protease trên bề mặt tế bào chủ, có khả năng cắt protein S tại vị trí S2′ ngay sau khi virus gắn vào ACE2, dẫn đến sự hòa màng trực tiếp giữa vỏ virus và màng tế bào chất (5)(6).

2️⃣ Con đường nội bào (Endocytosis): Virus cũng có thể được đưa vào bên trong tế bào thông qua quá trình nhập bào, hình thành các túi endosome. Bên trong endosome có môi trường acid và các protease như cathepsin L đóng vai trò lớn trong quá trình xâm nhập của SARS-CoV-2, các protease này sẽ cắt vị trí S2’ và hoạt hóa protein S, dẫn đến sự hòa màng giữa vỏ virus và màng endosome (5)(6).

🔹  Bước 4: Giải phóng virus và nhân lên

Sự phân cắt tại vị trí S2′ làm lộ peptide fusion và tách rời S1 khỏi S2, gây ra thay đổi cấu hình trong tiểu đơn vị S2, đẩy peptide fusion về phía màng tế bào mục tiêu, bắt đầu quá trình hợp nhất màng (5). Quá trình hợp nhất này giúp RNA virus được giải phóng vào tế bào chất của tế bào chủ, virus sẽ sử dụng bộ máy tế bào chủ để tiến hành dịch mã, sao chép và lắp ráp các hạt virus mới (6)(5).

✨ Và đó là cách virus  SARS-CoV-2 thâm nhập vào tế bào của chúng ta. Vậy cơ thể chúng ta sẽ phản ứng như thế nào khi nhận ra kẻ xâm nhập nguy hiểm này?

👉 Hãy cùng Sinh Sức Sống khám phá trong phần tiếp theo: 🔬𝐏𝐡𝐚̉𝐧 𝐮̛́𝐧𝐠 𝐦𝐢𝐞̂̃𝐧 𝐝𝐢̣𝐜𝐡 𝐜𝐮̉𝐚 𝐜𝐨̛ 𝐭𝐡𝐞̂̉ 𝐤𝐡𝐢 𝐧𝐡𝐢𝐞̂̃𝐦 𝐒𝐀𝐑𝐒-𝐂𝐨𝐕-𝟐 🛡️.

Đoàn Thị Hương, Phương Đỗ